Структурна формула - графічне зображення речовини
Здавна в хімії прийнято склад всякого речовини записувати скорочено, за допомогою символів та індексів (цифр). Запис у такому вигляді носить назву «емпіричної» формули. Так, наприклад, склад фосфорної кислоти відображається в такому вигляді - H3PO4. З цього запису випливає, що молекула фосфорної кислоти складається з трьох атомів водню, одного - фосфору, і чотирьох - кисню. Однак незрозуміло, яким чином елементи з'єднані між собою, тобто інформація неповна. Для усунення цієї прогалини застосовується структурна формула речовини.
Такий запис з'єднання має велику інформативність, тому з її допомогою схематично показано, яким чином і в якій послідовності елементи речовини з'єднані між собою. При цьому кожна ковалентний зв'язок (Пара електронів) зображується рискою і відповідає одній одиниці валентності.
Наприклад, кисень має валентність два, він оточується двома рисками, водень - валентність один, отже, одна риска, фосфор - п'ять, п'ять рисок. На підставі такого написання можна припустити хімічні властивості речовин, їх класифікувати і систематизувати.
Структурна формула може записуватися в повному і скороченому вигляді. При розгорнутій записи вказуються всі зв'язки між атомами, а при написанні в скороченому вигляді - ні.
Найбільш наочним і значущим є графічне зображення з'єднань в органічній хімії. Адже властивості речовин залежать не тільки від кількості атомів і молекул, але й від порядку їх з'єднання. Це явище отримало назву «ізомерії» (розгалуження вуглецевого ланцюга).
Так, наприклад, структурна формула етану говорить про те, що всі валентності у вуглецю зайняті, і він не може більше до себе приєднувати інші атоми. З цього видно, що С2Н6 - представник граничних вуглеводнів, зв'язку в молекулі ковалентні, вільних електронів немає, отже, для етану можливі лише реакції заміщення і г
Орен.
Структурна формула речовини також вказує на функціональні групи вуглеводів: алкильная група - у спиртів, альдегидная - у альдегідів, бензольное ядро - у ароматичних сполук. Крім того, за допомогою схематичного зображення легко «побачити» по наявності характерних зв'язків граничні вуглеводні - одинарна ковалентний зв'язок. Ненасичені: етиленові - одна подвійна зв'язок, дієнові - дві подвійні зв'язку, потрійна - ацетиленові.
Структурна формула фруктози є прикладом просторової ізомерії. Даний вуглевод має такий же кількісний і якісний склад, як і глюкоза. У розчинах прибуває відразу в декількох видах. З графічної формули фруктози видно, що вона містить кетонові і гідроксильну групи, тобто дана речовина володіє «подвійними» властивостями спиртів та кетонів. Також ця формула дозволяє встановити, що цей кетоноспірти утворений залишками циклічної а-глюкози і пентози (фруктози).
Таким чином, структурна формула - це графічне зображення речовини, за допомогою якого можна дізнатися про розташування атомів в молекулі з урахуванням типу зв'язку та їх особливостей.