有机化合物的分子结构也称“碳架”结构,就是碳原子与碳原子相联结而形成的框架。它在内容上可分为饱和碳架及不饱和碳架;在形式上可分为链状碳架及环状碳架,也就是碳链结构式及碳环结构式。
从结构式的形状(链状、环状)可以看出链状结构式的排版工艺比较简单,环状结构式的排版工艺比较复杂。
1.链状结构式 链状有直链和支链两种。直链是没有取代基的单行式结构;支链是有取代基的多行式结构。
(1)直链结构式 直链是最简单的一种版式,如:
这是丁烯的结构式。其中和是单键和双键的键号,不能用数学中的减号“-”和等号“=”来代替。
(2)支链结构式 在主链(直链)下面有取代基的。如:
这是异戊烷的结构式。支链上的竖键必须对准上下2个C(碳原子)的左右居中位置。其余排法与前例相同。
主链(直链)上下都有取代基的。如下例:
支链上面再排支链的。如:
为使版面布局均匀清楚,支链的横键和竖键都可以用2个字长的键。
与这个例子相类似,当有必要时,键线是可长可短,不必强求一律。如:
这样支链上的字母就不会拼在一起。
(3)链式排法上的注意事项 两个字母的元素符号或原子团符号如:Cl、Br、CH3、CO等,支链中的竖键必须对准“C”和“B”,即主要元素或元素(原子团)的第一个字母上、下、左、右的中心。
2.环状结构式 环状结构式有完全式和简写式两种。完全式是用于说明某种碳环化合物的具体结构,简写式则用于化学反应式中的简练表达。
环状结构式根据环的结构形状,有三角形、四角形、五角形、六角形至十角形等多种环形,并且还有联环、稠环等复杂形式。所以,在排版工艺上是一项工艺难度较高的操作技术。
(1)三角形结构式 三角形环状结构式如环丙烷的简写式(下左式)。其底线为2个字长单线,斜线为1.5个字长单线,整个结构式约1.5个字高。环丙烷的完全式有三种排法(下右三式):
(2)四角形结构式 四角形环状结构式如环丁烷的简写式(下左式)。其横线和竖线都为2个字长单线。下右式为完全式:
(3)五角形结构式 五角形环状结构式如环戊二烯的简写式。横线为2个字长单线,两边为2个字长双线,下面斜线用1.5个字长单线,整个结构式约3个字高。下左式为环戊二烯的简写式,下右式为完全式:
当环戊二烯作为杂环命名时叫“茂环”。茂环可以含有一个杂原子,也可以含有几个杂原子。含有一个杂原子的如氧杂茂、硫杂茂和氮杂茂:
这几个结构式的完全式有两种排法:
这里在斜键中的“X”代表“O”或“S”或“N”。
含有两个杂原子的如1,3-硫氮杂茂,1,2-二氮杂茂等:
这几个结构式的完全式为:
还有含三个以上杂原子的,则种类更多。但结构式的排法,基本上与含有两个杂原子的结构式相同。
另外有一种不规则的五角形的环状结构式:
(4)六角形结构式 六角形环状结构式如苯的简写式(下左二式)。苯的完全式有两种排法(下右二式):
环己烷也是六角形碳环结构式,它的完全式形状与苯环的完全式相似,其键全为单键。(www.xing528.com)
从六角形结构式变化出来的结构式很多。例如环己醇是在环己烷基础上变化出来的。
左边是简写式,右边是完全式。环外的键线也可以改用斜线,如:
斜键键端字母的位置,也要排在键端居中。环外接键最多的有六氯化苯,它是苯和氯气加合而成的:
(5)七角形结构式 七角形环状结构式如环庚三烯的简写式(下左式)。上下为一双一单两根2个字长横线,左边为一单一双两根1.5个字长斜线,右边的两个斜键为1个字长单线,双线竖键为1个字长。这个结构式约3个字高、4.5个字宽的扁形结构。下右式是含有一氧的七角杂环结构式。
(6)八角形结构式 八角形环状结构式如环辛四烯的简写式(下左式)。竖键和横键都为1.5个字长线,所有斜键都为1个字长双线。环辛四烯的完全式(下右式):
(7)多环、稠环芳烃结构式 下左式是联苯的简写式,下右式为联苯的完全式:
类似的结构式是多种多样的,举例如下:
下左式是稠环芳烃萘的简写式,下右式是萘的完全式:
在环外除接横竖键外,有时还要接斜键。如:
茚的简写式是骈联环的一个变形(下左式)。下右式是茚的完全式:
骈联环的另一种变形是邻苯二甲酐,下左式是它的简写式,下右式是它的完全式:
三个碳环联在一起的结构式也有多种,其中代表性的是蒽、菲、芴、苊等。
下左式是蒽的简写式,下右式是它的完全式:
菲有下面几种排法:可在骈联苯上接一个苯环,也可将3个碳环横向或竖向积叠起来:
其完全式为:
还有芴的简写式和完全式:
苊的简写式和完全式:
三环以上结构式的排法,简写式比较简单,方法基本上与三环以下的相同。下左式为芘的简写式,下右式为萘并萘的简写式:
3.结构式内外嵌字的排法 在碳链或碳环的结构式中,由于化合物命名的需要,对碳链或碳环上的碳原子必须给以1、2、3等名位次序。在化学版式排版工艺上称为给结构式“嵌字”。
(1)在碳链结构式上的嵌字 如:
碳原子的位次号码应排在“C”上面正中。当“C”上面有竖键线时,可以排在竖键的左边,也可排在右边。如果竖键两侧又有星花,又有位次数时,位次数和星花分别排在竖键线的两侧。
(2)在碳环结构式上的嵌字 环状简写结构式内外位次数嵌字,不论位次数嵌在环外还是环内,都应嵌排在键角的居中位置。
完全结构式的环内嵌字,须把位次数码的“1”和“4”分别排在“C”的下面和上面的居中位置。把“2、3、5、6”分别排在“C”的左上角和右上角,或内侧居中。注意不要将两侧位次数码排成下角数码,以致把位次数码错当成分子中的原子数。如:
(3)环内外嵌字 环内外嵌字是将位次数码部分嵌在环内,部分嵌在环外。如蒽环为:
在这个结构式中,“1”、“2”、“3”、“8”和“9”也可以嵌在环内。
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