Repræsentation af Cram

Den Cram repræsentation eller Natta projektion af et molekyle tillader dets repræsentation i rummet: det viser bindingerne i perspektiv. Det bruges, når stereokemi af organiske eller uorganiske forbindelser (såsom komplekser) skal specificeres. Dette er tilfældet med chirale forbindelser, der har asymmetriske carbonatomer, ringkryds, cis / trans-isomerer med hensyn til ringe osv.

En af de tidligste anvendelser af denne betegnelse går tilbage til Richard Kuhn, der i 1932 brugte tykke linjer og prikker i en publikation. Moderne solide og skraverede hjørner blev introduceret i 1940'erne af Giulio Natta for at repræsentere strukturen af ​​høje polymerer og blev bredt populariseret i 1959-lærebogen om organisk kemi af Donald J. Cram og George S. Hammond [11].

Notationer om Cram- eller Natta-konventionen

Denne repræsentationsmetode er baseret på et par enkle regler:

• En binding mellem to atomer i arkets plan er repræsenteret af en enkelt linje:

• En binding mellem et atom i planet og et atom foran arket er repræsenteret af en fed linje eller en solid trekant, hvor punktet er på siden af ​​atomet i planet, basen på siden af ​​det andet atom:

• En binding mellem et atom i planet og et atom bag planet er repræsenteret af en stiplet linje eller en skraveret trekant, hvis spids er på siden af ​​atomet i planet, basen på den anden side. Atom:

• Vi vælger som bladets plan det for molekylet, der indeholder flest bindinger, således er methanmolekylet repræsenteret med atomet C og to atomer af H i bladets plan og ikke set fra en tværretning, som ville give to trekanter og to stiplede linjer; ligeledes skal ammoniakmolekylet være repræsenteret med to NH-bindinger i planet og den sidste enten fremad eller bagud, og ikke med nitrogenatomet alene i bladets plan, og som vi nogle gange ser tre vinkler mellem trekanter på 120 ° , hvilket også gør det muligt at angive den nøjagtige vinkel mellem to led.

Eksempler

Denne repræsentation bruges til at repræsentere den komplette geometri af et molekyle med få atomer eller til at indikere stereokemi af et stereocenter (engelsk stereocenter ), hvis stereokemi skal tiltrække læserens opmærksomhed.

Tilfælde af et molekyle med få atomer

For at repræsentere tetraedriske geometri af methan , er Cram repræsentation anvendes som vist overfor.

H over og H til venstre er i repræsentationsplanet. Den for enden af ​​en solid trekant er foran. Den, der er i slutningen af ​​en stiplet linje, er tilbage

Tilfælde af et stereogent center

Denne repræsentation indikerer sterokemi af visse asymmetriske centre for kolesterolmolekylet  :

OH er over flyet. De to sorte trekanter, for hvilke der ikke er angivet et symbol, repræsenterer CH 3- grupper, der er foran flyet. De hjælper med at indikere sterokemi af cyklussens kryds. De stiplede trekanter, der forlænges med symbolet H, indikerer tilstedeværelsen af ​​et atom bag repræsentationsplanet. De hjælper også med at tydeliggøre stereokemien i krydset mellem cyklusser.

Fraværet af information om resten af ​​molekylet indikerer ikke, at det er placeret i et plan. F.eks. Har cyklen til venstre en stolform, som ikke er specificeret. Enten fordi det betragtes som indlysende af forfatteren af ​​repræsentationen, eller fordi dets fremkaldelse ikke har nogen interesse for det emne, som det kommunikerer med.

Tilfælde af et kompleks

Bindingenes geometri omkring kobolt i det modsatte oktaedriske kompleks er angivet med Cram-konventionerne.

Andre repræsentationskonventioner

Cram-repræsentationen er besværlig at bruge til strukturer, der har et stort antal centre, hvis stereokemi skal specificeres, f.eks. Glucose. Andre konventioner kan derefter bruges:

Fischer-projektion (især for sukkerarter i deres lineære struktur) Haworth-projektion (især for sukkerarter i deres cykliske struktur) Newman-projektion (især for at repræsentere resultatet af rotationen omkring en sigma-binding)

Strukturer

Inden for rammerne af VSEPR-teorien er atomets geometri betegnet med AX n E m, hvor n repræsenterer antallet af substituenter og m antallet af ikke-bindende dubler. For et tetravalent atom (som kulstof eller silicium) er 6 geometrier derefter mulige:

• AX 4 E 0 : 4 naboer, atomet vil være i centrum af en tetraeder .
• AX 3 E 1 : 3 naboer og 1 ikke-bindende dublet , atomet vil være øverst på en pyramide .
• AX 3 E 0 : 3 naboer og ingen ikke-bindende dublet, atomet vil være i midten af ​​en trekant, hvis vinkler alle er 120 °, og repræsentationen vil være plan.
• AX 2 E 2 : 2 naboer og 2 ikke-bindende dubletter, atomet vil være midt i en alen og repræsentationen vil være flad.
• AX 2 E 1 : 2 naboer og 1 ikke-bindende dublet, atomet vil være i midten af ​​en trekant, og dets 2 naboer vil hver være placeret ved en af ​​hjørnerne og repræsentationen vil være plan.
• AX 2 E 0 : 2 naboer, atomet vil have sine 2 naboer på hver side, sidstnævnte er modsat og 180 ° fra den anden, og repræsentationen vil være plan.

For alle atomer er det muligt fra antallet af ikke-bindende dubler og sammenkædede atomer at kende geometrien omkring det betragtede atom (i det følgende en ikke-bindende dublet eller en enkeltbinding med et atom med den generelle term dublet , og man tager ikke højde for obligationerne pi ):

• 2 dubletter: plan lineær geometri; de to dubletter er justeret.
• 3 dubletter: plan trekantet geometri; dubletterne danner vinkler på 120 ° .
• 4 dubletter: tetraedrisk geometri; dubletterne danner vinkler på 109,5 ° .
• 5 dubletter: bipyramidal geometri med en trekantet base. 3 atomer danner basen af ​​pyramiden (vinkel på 120 ° imellem dem) og 2 atomer danner hjørnerne af de to pyramider (vinkler på 90 ° med basens atomer). I nærværelse af ikke-bindende dubletter optager disse basen af ​​pyramiden (for at maksimere atomernes vinkler med den ikke-bindende dublet).
• 6 dubletter: oktaedrisk geometri (kvadratbaseret bipyramid); dubletterne danner vinkler på 90 ° .