- Miks on oluline teada aine ehitust?
- Mida kirjeldab molekulimudel?
- Mille poolest erinevad struktuurivalem ja molekulivalem?
Lõhnavad molekulid
Loodus on täis värve, maitseid ja lõhnu, mida inimesed vahetult kogevad. Iga sellise erilise omaduse taga on kindlad keemilised ühendid. Teadmised molekulide koostise ja kuju kohta võimaldavad mõista nende ühendite omadusi ja tihti isegi ennustada, kuidas organism neile reageerib. Kuna aatomid ja molekulid on nii väikesed, et neid pole võimalik vahetult tajuda, saab nende ehitust mõista ainult mudelite põhjal.
Molekulimudelid
Süsinikuühendid on enamasti molekulaarsed ehk molekulidest koosnevad ained. Tuntakse miljoneid süsinikuühendeid ja paratamatult on vaja neid kirjeldada ja uurida, kuna molekuli ehitus määrab aine omadused. Ometi on molekulid nii väikesed, et neid ei suudeta otseselt tajuda ega täpselt ette kujutada. Tänapäeva tehnika võimaldab aga määrata aatomituumade ja elektronide keskmisi asukohti ruumis ning nii saab luua mudeleid. Aatomite paiknemist molekulis kirjeldavad molekulimudelid.
Kõige piltlikuma ülevaate molekuli ehitusest annab ruumiline molekulimudel, milles aatomeid kujutatakse osaliselt kattuvate värviliste keradena. Näiteks vesinik on harilikult valge, süsinik must (tumehall), hapnik punane ja lämmastik sinine kera. Kerade suurus on erinev, sest aatomitegi suurus erineb, ent värvid on kokkuleppelised ega oma füüsikalist tähendust.
Koolikeemias puututakse kõige enam kokku aga kuul-pulkmudeliga. Sellises mudelis kujutavad värvilised kerad aatomeid ja pulgad nende vahel keemilisi sidemeid. Kuul-pulkmudeliga saab kirjeldada keemiliste sidemete pikkust ja paiknemist. Samuti on seda lihtsam joonistada ja selle põhjal molekuli struktuuri kirjeldada.
Kõik molekulimudelid on molekulide lihtsustatud kirjeldused ja jäävad paratamatult ebatäpseks. Isegi aatomite piirjooned on molekulis hägusad, mitte selgesti eristatavad nagu kuulidel molekulimudelis.
Tänapäeval uuritakse molekule sageli arvutisimulatsioonide abil, millega saab kirjeldada molekuli struktuuri ja elektronide jaotumist molekulis väga täpselt. See võimaldab seletada ja ennustada molekulide reaktsioonivõimet.
- Aatomeid kujutatakse osaliselt kattuvate keradena.
- Aatomeid kujutatakse värviliste keradena.
- Aatomeid kujutavate kerade suurus on erinev.
- Kerade vahel olevad pulgad kirjeldavad keemiliste sidemete pikkust ja paiknemist.
Struktuurivalem ja molekulivalem
Molekulimudelid kirjeldavad küll hästi molekuli kuju ja struktuuri, ent neid ei ole mugav lugeda ega paberile kirjutada. Seetõttu kasutatakse molekulide struktuurivalemeid. Struktuurivalem näitab, kuidas aatomid on molekulis omavahel seotud ja millised keemilised sidemed neid ühendavad. Aatomeid tähistatakse vastava elemendi tähisega ning kovalentseid sidemeid kujutatakse kriipsudena aatomite vahel.
Ühe elektronpaari moodustatud üksiksidet tähistatakse aatomite vahel ühe kriipsuga. Süsinikuühendites võib aatomite vahel esineda ka kaksik- ja kolmiksidet. Kaksiksideme moodustab kaks elektronpaari aatomite vahel ja seda tähistatakse kahe kriipsuga, kolmiksideme moodustab kolm elektronpaari ja seda tähistatakse kolme kriipsuga.
Tuleb meeles pidada, et struktuurivalem ei kirjelda molekuli tegelikku kolmemõõtmelist struktuuri.
Kõige lihtsam on molekulide koostist kirjeldada molekulivalemi kaudu. Molekulivalem näitab, millistest keemilise elemendi aatomitest molekul koosneb (elementide tähised) ja mitu iga elemendi aatomit molekulis on (indeksid). Molekulivalem on omamoodi molekuli summaarne valem, mis saadakse struktuurivalemis leiduvate aatomite kokkulugemise tulemusel. Kui molekul sisaldab kaks või enam ühe ja sama keemilise elemendi aatomit, märgitakse nende arv indeksiga elemendi tähise järele. Näiteks äädikhappe molekulivalem on C2H4O2, tavalise lauasuhkru molekulivalem on C12H22O11.
Molekulivalem ei kirjelda molekuli struktuuri ega aatomitevahelisi keemilisi sidemeid.
- näitab, kuidas aatomid on molekulis omavahel seotud
- kirjeldab molekuli koostist
- keemilised sidemed tähistatakse kriipsudena
- molekuli summaarne valem
- aatomeid tähistatakse vastavate elementide tähistega
- näitab, millised keemilised sidemed aatomeid ühendavad
- näitab, kui paljudest aatomitest molekul koosneb
- aatomite arv molekulis märgitakse alaindeksiga
- ei kirjelda molekuli struktuuri ega keemilisi sidemeid aatomite vahel
Struktuurivalem
Molekulivalem
- C6H14O2
- C4H10
- C4H8
- C3H8
- C6H12O2
- C5H12
Ma tean, et...
- Molekulimudel on kolmemõõtmeline molekuli kujutis, mis kirjeldab aatomite paiknemist molekulis (nt ruumiline mudel ja kuul-pulkmudel).
- Struktuurivalem on kahemõõtmeline üleskirjutus, mis näitab, kuidas aatomid on molekulis omavahel seotud ja millised keemilised sidemed neid ühendavad.
- Molekulivalem on üleskirjutus, mis näitab, millistest keemilise elemendi aatomitest molekul koosneb (elementide tähised) ja mitu iga elemendi aatomit molekulis on (indeksid).
Küsimused
- Miks on vaja teada aine ehitust?
- Mis on mudel?
- Mida kirjeldab molekulimudel?
- Nimeta molekulimudeleid. Mille poolest need üksteisest erinevad?
- Miks kasutatakse molekuli struktuuri kirjeldamiseks sageli struktuurivalemit, mitte molekulimudelit?
- Seleta, mille poolest erinevad struktuurivalem ja molekulivalem.
