Fórmula estructural
La fórmula estructural de un compuesto químico es una representación gráfica de la estructura molecular (determinada por métodos de química estructural ), que muestra cómo están posiblemente dispuestos los átomos en el espacio tridimensional real . También se muestra el enlace químico dentro de la molécula, ya sea explícita o implícitamente. A diferencia de las fórmulas químicas , que tienen un número limitado de símbolos y solo tienen un poder descriptivo limitado, las fórmulas estructurales proporcionan una representación geométrica más completa de la estructura molecular. Por ejemplo, muchos compuestos químicos existen en diferentes formas isoméricas , que tienen diferentesestructuras enantioméricas pero la misma fórmula química .
Se utilizan varios formatos de nombres químicos sistemáticos , como en las bases de datos químicas , que son equivalentes y tan poderosos como las estructuras geométricas. Estos sistemas de nomenclatura química incluyen SMILES , InChI y CML . Estos nombres químicos sistemáticos se pueden convertir en fórmulas estructurales y viceversa, pero los químicos casi siempre describen una reacción química o síntesis usando fórmulas estructurales en lugar de nombres químicos, porque las fórmulas estructurales permiten al químico visualizar las moléculas y los cambios estructurales que ocurren en ellos durante las reacciones químicas.
Las estructuras de Lewis (o "estructuras de puntos de Lewis") son fórmulas gráficas planas que muestran la conectividad de los átomos y los pares solitarios o electrones no apareados , pero no la estructura tridimensional. Esta notación se usa principalmente para moléculas pequeñas. Cada línea representa los dos electrones de un enlace simple . Dos o tres líneas paralelas entre pares de átomos representan enlaces dobles o triples, respectivamente. Alternativamente, se pueden usar pares de puntos para representar pares de enlaces. Además, se indican todos los electrones no enlazados (pareados o no) y cualquier carga formal en los átomos.
En las primeras publicaciones de química orgánica, donde el uso de gráficos estaba fuertemente limitado, surgió un sistema tipográfico para describir estructuras orgánicas en una línea de texto. Aunque este sistema tiende a ser problemático en su aplicación a compuestos cíclicos, sigue siendo una forma conveniente de representar estructuras simples:
Los paréntesis se utilizan para indicar múltiples grupos idénticos, lo que indica la unión al átomo que no sea hidrógeno más cercano a la izquierda cuando aparece dentro de una fórmula, o al átomo a la derecha cuando aparece al comienzo de una fórmula:
Las fórmulas esqueléticas son la notación estándar para moléculas orgánicas más complejas. En este tipo de diagrama, utilizado por primera vez por el químico orgánico Friedrich August Kekulé von Stradonitz , se supone que los átomos de carbono están ubicados en los vértices (esquinas) y los extremos de los segmentos de línea en lugar de indicarse con el símbolo atómico C. Átomos de hidrógeno adjuntos a los átomos de carbono no se indican: se entiende que cada átomo de carbono está asociado con suficientes átomos de hidrógeno para dar al átomo de carbono cuatro enlaces. La presencia de una carga positiva o negativa en un átomo de carbono reemplaza a uno de los átomos de hidrógeno implicados. Los átomos de hidrógeno unidos a átomos que no sean de carbono deben escribirse explícitamente.
