책의 페이지가 있다고 상상해보십시오. 또는 성분 목록 만있는 레시피가 있으므로 음식을 만드는 방법에 대한 지침이 없습니다. 또는 모든 개별 조각이있는 IKEA 찬장이 있지만 매뉴얼은 없습니다. 이 모든 것은 분자가 어떤 원자로 구성되어 있는지 아는 것과 매우 유사하지만 서로 부착하는 방법을 모릅니다. 그 페이지 순서, 해당 레시피 지침 또는 매뉴얼을 모른다면, 최종 일이 어떻게 생겼는지 알아내는 것은 어렵습니다.
.우리는 페이지 번호, 레시피 지침 및 매뉴얼을 생각해 냈습니다. 그리고 운 좋게도 화학자들은 구조적 공식을 생각해 냈습니다. 이 공식은 분자가 어떻게 축적되는지, 원자가 어떻게 연결되어 있는지, 따라서 분자가 어떻게 보이는지 알려줍니다. 이 게시물에서는 이러한 구조적 공식을 소개하며 물론 음식 분자에 적용 할 것입니다.
분자식
이전 게시물에서 우리는 분자와 원자의 개념을 당신에게 소개했습니다. 우리는 원자 유형 (원소라고도 함)의 한계 수가 있으며, 이러한 다른 원자는 지방, 탄수화물 및 단백질과 같은 분자를 형성 할 수 있음을 배웠습니다. 다음 포스트에서 우리는 화학자들이 약어를 사용하여 분자, 분자 공식에 어떤 원자가 존재하는지 설명하는 방법에 대해 논의했습니다. 이러한 분자식의 예는 H 2 입니다 O.이 공식은 2 개의 수소 원자와 1 개의 산소 원자로 구성된 분자 인 물을 설명합니다.
소개에서 설명했듯이 분자 공식은 지시가없는 레시피와 같습니다. 우리는 필요한 성분 (원자 목록이 있음)을 알고 있지만이를 연결하는 방법을 모릅니다.
구조 공식
그것이 구조적 공식이 시작되는 곳입니다! 이 공식은 약간 더 복잡하지만 분자의 원자가 서로 어떻게 연결되어 있는지 정확히 알려줍니다. 몇 가지 예를 사용하여 이것을 시연하겠습니다. 아래에서 볼 수있는 분자는 메탄이며, 음식에서 흔한 분자는 아니지만 시작하기에 좋은 예입니다. 메탄의 분자식은 ch 4 이다 . 메탄은 중심에 탄소 (C) 원자가 있고 중심에 부착 된 4 개의 수소 (H) 원자가 있음을 보여준다. 보시다시피, 우리는 구조적 및 분자식에서 원자에 대해 동일한 약어를 사용하고 있습니다.
또 다른 간단한 예는 다음과 같습니다. 그것은 동일한 화학적 공식을 가진 두 분자를 보여줍니다. c 4 H 10 . 그러나 그들의 구조적 공식은 상당히 다릅니다. 다시, 공식은 원자가 어떻게 연결되어 있는지 명확하게 보여줍니다.
이것들은 두 가지 유형의 원자가있는 간단한 구조였습니다. 조금 더 복잡한 하나 더 논의 해 봅시다. 아래에서 가장 단순한 아미노산 인 Alanine의 구조적 공식을 볼 수 있습니다. 이 분자에서 4 개의 다른 원자를 볼 수 있습니다 (n =질소, O =산소). One O와 C 원자 사이에 이중선이 있음을 알 수 있습니다. 이것은 이중 결합입니다.
구조 공식 단순화
화학자들은 게으르고 적어도 구조적 공식을 그릴 때 게으르다. 실생활에서 당신은 종종 알라닌이 우리가 지금 보여준 방식을 묘사 한 것을 보지 못할 것입니다. 대신, 화학자들은 특정 원자와 원자를 매우 일반적인 구조적 조합으로 배제 할 것입니다.
수소 및 탄소 원자를 떠나는
대부분의 도면에서 탄소 원자에 부착 된 수소 원자는 표시되지 않습니다. 이러한 수소 원자는 화학 반응에 그다지 중요하지 않습니다. 또한 많은 경향이있는 경향이 있습니다 (위의 예에서 보았 듯이)
이 수소 원자는 완전히 제외되어 더 이상 공식에서 볼 수 없습니다. 그러나 그들이 부착 된 탄소 원자도 사라질 것입니다. 탄소 원자는 또한 화학 반응에서 매우 중요한 역할을하는 경향이없고 종종 너무 많기 때문에 종종 빠질 것입니다. 그러나 완전히 남겨 두는 대신 (문자 + 연결 라인) 줄이 여전히 표시되지만 문자 C는 생략됩니다
공통 원자 세트를 그룹화
Alanine의 단순화 된 공식에서는 H &C 장소뿐만 아니라 단순화되었음을 알 수 있습니다. 또한 OH와 NH 2 -그룹이 단순화되었습니다. 선을 그리는 대신, 선이 빠져 나갔습니다. 왜냐하면 너무 지저분해지기 때문입니다. 이 원자 그룹은 수소 원자와 다른 유형을 가진 그룹에서 매우 일반적입니다. 이러한 수소 원자가 왜 완전히 빠지지 않는지 물어볼 수 있습니다. 그것은 다소 더 복잡한 화학과 관련이 있습니다. 이러한 수소 원자는 화학 반응에서 더 중요한 역할을합니다. 화학자는 자동으로 얼마나 많은지 알지 못하므로 보여줄 필요가 있습니다.
구축 분자 규칙
그것은 우리에게 분자를 건설하기위한 '규칙'을 가져옵니다. 분자를 형성 할 때 원자는 전자를 사용하여 서로 결합을 형성합니다. 이러한 결합에 이용 가능한 원자의 수는 원자가 결합 할 수있는 다른 원자 수와 함께 결정됩니다. 이것을 알면 화학자들은 원자가 어떻게 결합 될지 이해할 수 있습니다.
이전 예에서 보았 듯이, 탄소 (C)는 4 개의 결합, 산소 (O) 2 개, 질소 (N) 3 및 수소 (h) 만 형성하는 능력이 있습니다. 화학자들은 이것을 알고 있기 때문에 여전히 구조적 공식에 얼마나 많은 원자가 있는지 알 수 있습니다.
.3D 구조를 보여주는
음식의 많은 분자의 경우,이 간단한 골격 버전은 분자의 실제 구조를 보여주기에 충분하지 않거나 약간 불편합니다. 이것은 특정 원자가 분자의 앞쪽 또는 뒷면에 있는지 아는 것이 중요 할 때 발생합니다. 또는 구조물에 루프가있을 때. 이러한 목적을 위해 약간 더 진보 된 기술이 개발되었습니다.
이 중 하나는 다음과 같습니다. 이 포도당 분자는 구조에 원이 있습니다. 원의 앞면이 뒷면보다 약간 두껍다는 것을 알 수 있습니다. 분자를 그리는 이러한 방법은 3D 구조를 보는 데 도움이되기 때문에 탄수화물에 일반적으로 사용되는 방법입니다.
아래 구조에서 분자의 3D 구조를 나타내는 다른 방법을 볼 수 있습니다. 비타민 B12 의이 구조에서 점선은 원자 그룹이 뒤로 향함을 나타냅니다. 더 두꺼운 삼각형 결합은 그룹이 앞으로 지적한다는 것을 보여줍니다. 이것이 왜 이것이 중요한지 궁금 할 것입니다. 화학에서는 올바른 그룹이 서로 상호 작용하고 반응해야합니다. 반응 그룹이 앞쪽에 앉아 있지만 반응 할 수있는 분자가 있다는 것을 알고 있다면 다른 그룹이 많이 있기 때문에 볼 수있는 장소가 없다면 더 이상 반응이 더 쉽게 진행되지 않을 것입니다.
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구조 공식의 한계
음식에서 많은 분자가 너무 크고 너무 복잡하여 구조적 공식으로 표시 되기에는 너무 복잡합니다. 일반적인 예는 단백질입니다. 단백질은 엄청난 분자 인 경향이 있으며 그러한 세부적으로 이끌어내는 경향이 있으며 복잡하고 반드시 많은 정보를 줄 필요는 없습니다.
즉, 다른 많은 응용 분야에서 구조적 공식은 예를 들어 LARD 대 올리브 오일을 논의 할 때 보여 주듯이 매우 편리합니다. 이 블로그의 다른 많은 영역에서도 구조적 공식이 사용되는 것을 볼 수 있습니다 (예 :비타민 C 산화 또는 Maillard 반응에 대해 논의 할 때)
