Il formula semi-sviluppata, Conosciuta anche come formula semistrutturale, è una delle tante possibili rappresentazioni che si possono dare alla molecola di un composto. È molto ricorrente nella chimica organica, soprattutto nei testi accademici, poiché mostra il corretto ordinamento di una molecola e dei suoi legami covalenti.
A differenza della formula sviluppata, che è la stessa della formula strutturale, questa non mostra i legami C-H, omettendoli per semplificare la rappresentazione. Da questa formula, qualsiasi lettore sarà in grado di capire qual è la spina dorsale di una molecola; ma non la sua geometria o uno qualsiasi degli aspetti stereochimici.
Per chiarire questo punto abbiamo sopra la formula semi-sviluppata del 2-metileptano: un alcano ramificato la cui formula molecolare è C8H18, e che obbedisce alla formula generale CnH2n + 2. Si noti che la formula molecolare non dice assolutamente nulla sulla struttura, mentre la formula semi-sviluppata ci permette già di visualizzare com'è questa struttura..
Inoltre, si noti che i legami C-H sono omessi, evidenziando solo i legami C-C che compongono la catena o lo scheletro di carbonio. Si vedrà che per molecole semplici, la formula sviluppata coincide con la formula condensata; e anche con il molecolare.
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La formula molecolare del metano è CH4, in quanto ha quattro legami C-H ed è di geometria tetraedrica. Questi dati sono forniti dalla formula strutturale con i cunei all'esterno o sotto il piano. Per il metano, anche la formula condensata diventa CH4, così come empirico e semi-sviluppato. Questo è l'unico composto per il quale questa unicità è soddisfatta..
Il motivo per cui la formula semi-sviluppata per il metano è CH4, è perché i loro legami C-H non sono scritti; così facendo corrisponderebbe alla formula strutturale.
La formula semi-sviluppata per il propano è CH3-CHDue-CH3, avendo solo due legami C-C. La sua molecola è lineare e, se la noti, la sua formula condensata è esattamente la stessa: CH3CHDueCH3, l'unica differenza è che i legami C-C vengono omessi. Per il propano, è vero che sia la formula semi-sviluppata che quella condensata coincidono.
In effetti, questo è vero per tutti gli alcani a catena lineare, come si continuerà a vedere nelle sezioni seguenti.
La formula semi-sviluppata del butano è CH3-CHDue-CHDue-CH3. Nota che può essere scritto sulla stessa riga. Questa formula in senso stretto corrisponde a quella del n-butano, indicando che è l'isomero lineare e non ramificato. L'isomero ramificato, 2-metilpropano, ha la seguente formula semi-sviluppata:
Questa volta non può più essere scritto o rappresentato sulla stessa riga. Questi due isomeri condividono la stessa formula molecolare: C4H10, che non serve a discriminare gli uni dagli altri.
Ancora una volta abbiamo un altro alcano: il pentano, la cui formula molecolare è C5H12. La formula semi-sviluppata di n-pentano è CH3-CHDue-CHDue-CHDue-CH3, facile da rappresentare e interpretare, senza la necessità di posizionare i collegamenti C-H. Gruppi CH3 sono chiamati metile o metili e CHDue sono i metileni.
Il pentano ha altri isomeri strutturali ramificati, che possono essere visti nell'immagine inferiore rappresentata dalle rispettive formule semi-sviluppate:
L'isomero per è 2-metilbutano, chiamato anche isopentano. Nel frattempo, l'isomero b è 2,2-dimetilpropano, noto anche come neopentano. Le sue formule semi-sviluppate rendono chiara la differenza tra i due isomeri; Ma non dice molto su come sarebbero queste molecole nello spazio. Per questo, sarebbero necessarie formule e modelli strutturali.
Le formule semi-sviluppate non vengono utilizzate solo per alcani, alcheni o alchini, ma per qualsiasi tipo di composto organico. Pertanto, l'etanolo, un alcol, ha la formula semi-sviluppata: CH3-CHDue-OH. Si noti che ora è rappresentato un legame C-O, ma non il legame O-H. Tutti i legami idrogeno vengono trascurati.
Gli alcoli lineari sono facili da rappresentare così come gli alcani. In breve: tutte le formule semi-sviluppate per molecole lineari sono facili da scrivere.
Gli eteri possono anche essere rappresentati con formule semi-sviluppate. Per il caso del dimetil etere, la cui formula molecolare è CDueH6Oppure, il semi-sviluppato diventa: CH3-O-CH3. Nota che il dimetil etere e l'etanolo sono isomeri strutturali, poiché condividono la stessa formula molecolare (conta gli atomi C, H e O).
Le formule semi-sviluppate per composti ramificati sono più noiose da rappresentare rispetto a quelle lineari; ma lo sono ancora di più i composti ciclici, come il cicloesano. La sua formula molecolare corrisponde alla stessa dell'esene e dei suoi isomeri strutturali: C6H12, poiché l'anello esagonale conta come insaturazione.
Per rappresentare il cicloesano, viene disegnato un anello esagonale ai cui vertici si troveranno i gruppi metilenici, CHDue, proprio come visto di seguito:
La formula sviluppata del cicloesano mostrerebbe i legami C-H, come se l'anello avesse "antenne" televisive.
La formula molecolare dell'acido fosforoso è H.3PO3. Per molti composti inorganici, la formula molecolare è sufficiente per darti un'idea della struttura. Ma ci sono diverse eccezioni e questa è una di queste. Con il fatto che l'H3PO3 è un acido diprotico, la formula semi-sviluppata è: HPO (OH)Due.
Cioè, uno degli idrogeni è direttamente attaccato all'atomo di fosforo. Tuttavia, la formula H3PO3 ammette anche una molecola con formula semi-sviluppata: PO (OH)3. Entrambi sono, infatti, i cosiddetti tautomeri.
Le formule semi-sviluppate in chimica inorganica sono molto simili a quelle condensate in chimica organica. Nei composti inorganici, poiché non hanno legami C-H e poiché sono in linea di principio più semplici, le loro formule molecolari sono generalmente sufficienti per descriverli (quando sono composti covalenti).
Le formule semi-sviluppate sono molto comuni quando lo studente sta imparando le regole della nomenclatura. Ma una volta assimilate, in generale, le note di chimica sono zeppe di formule strutturali di tipo scheletrico; ovvero, non solo vengono omessi i collegamenti C-H, ma si risparmia anche il tempo ignorando C.
Per il resto, le formule condensate sono più ricorrenti nella chimica organica rispetto a quelle semi-sviluppate, poiché le prime non hanno nemmeno bisogno di scrivere i link come nella seconda. E quando si tratta di chimica inorganica, queste formule semi-sviluppate sono meno utilizzate..
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