Representação de Cram

A representação Cram ou projeção Natta de uma molécula permite sua representação no espaço: faz com que as ligações apareçam em perspectiva. É usado sempre que a estereoquímica de compostos orgânicos ou inorgânicos (como complexos) deve ser especificada. Este é o caso com compostos quirais que têm carbonos assimétricos, junções de anel, isômeros cis / trans em relação aos anéis, etc.

Um dos primeiros usos dessa notação remonta a Richard Kuhn, que em 1932 usou linhas grossas e pontos em uma publicação. Os cantos sólidos e hachurados modernos foram introduzidos na década de 1940 por Giulio Natta para representar a estrutura dos polímeros elevados e amplamente popularizados no livro de 1959 de química orgânica de Donald J. Cram e George S. Hammond [11].

Notações da convenção Cram ou Natta

Este método de representação é baseado em algumas regras simples:

• Uma ligação, entre dois átomos no plano da folha, é representada por uma única linha:

• Uma ligação, entre um átomo no plano e um átomo na frente da folha, é representada por uma linha em negrito ou um triângulo sólido, o ponto estando do lado do átomo no plano, a base do lado do outro átomo:

• Uma ligação, entre um átomo no plano e um átomo atrás do plano, é representada por uma linha pontilhada ou um triângulo hachurado cuja ponta está do lado do átomo no plano, a base do outro lado. Átomo:

• Escolhemos como plano da folha aquele da molécula que contém mais ligações, assim a molécula de metano é representada com o átomo de C e dois átomos de H no plano da folha, e não vista na direção transversal, que daria dois triângulos e duas linhas pontilhadas; da mesma forma, a molécula de amônia deve ser representada com duas ligações NH no plano e a última para frente ou para trás, e não com o átomo de nitrogênio sozinho no plano da folha, e como às vezes vemos três ângulos entre triângulos de 120 ° , o que também permite indicar o ângulo preciso entre dois elos.

Exemplos

Esta representação é usada para representar a geometria completa de uma molécula com poucos átomos ou para indicar a estereoquímica de um estereocentro ( estereocentro inglês ) cuja estereoquímica deve atrair a atenção do leitor.

Caso de uma molécula com poucos átomos

Para representar a geometria tetraédrica do metano , a representação de Cram é usada como mostrado ao lado.

O H acima e o H à esquerda estão no plano da representação. Aquele no final de um triângulo sólido está à frente. Quem está no final de uma linha pontilhada está de volta

Caso de centro estereogênico

Esta representação indica a estereoquímica de certos centros assimétricos da molécula de colesterol  :

O OH está acima do plano. Os dois triângulos pretos para os quais nenhum símbolo é indicado representam grupos CH 3 que estão na frente do plano. Eles ajudam a indicar a estereoquímica da junção dos ciclos. Os triângulos pontilhados que se estendem pelo símbolo H indicam a presença de um átomo atrás do plano de representação. Eles também ajudam a esclarecer a estereoquímica da junção dos ciclos.

A ausência de informações sobre o resto da molécula não indica que ela esteja localizada em um plano. Por exemplo, o ciclo à esquerda tem uma forma de cadeira que não é especificada. Seja porque é considerada óbvia pelo autor da representação, seja porque a sua evocação não interessa ao assunto sobre o qual comunica.

Caso de um complexo

A geometria das ligações em torno do cobalto, no complexo octaédrico oposto, é indicada pelas convenções de Cram.

Outras convenções de representação

A representação Cram é complicada de usar para estruturas com um grande número de centros cuja estereoquímica deve ser especificada, como a glicose, por exemplo. Outras convenções podem então ser usadas:

Projeção de Fischer (especialmente para açúcares em sua estrutura linear) Projeção de Haworth (especialmente para açúcares em sua estrutura cíclica) Projeção de Newman (especialmente para representar o resultado da rotação em torno de uma ligação sigma)

Estruturas

Dentro da estrutura da teoria VSEPR , a geometria do átomo é denotada por AX n E m onde n representa o número de substituintes e m o número de dupletos não vinculativos. Para um átomo tetravalente (como carbono ou silício), 6 geometrias são então possíveis:

• Vizinhos AX 4 E 0 : 4, o átomo estará no centro de um tetraedro .
• AX 3 E vizinhos 1 : 3 e 1 dupleto não vinculativo , o átomo estará no topo de uma pirâmide .
• AX 3 E vizinhos 0 : 3 e sem dupleto não vinculativo, o átomo estará no centro de um triângulo cujos ângulos são todos 120 ° e a representação será plana.
• AX 2 E 2 : 2 vizinhos e 2 dupletos não vinculantes, o átomo estará no meio de um côvado e a representação será plana.
• AX 2 E 1 : 2 vizinhos e 1 dupleto não vinculativo, o átomo estará no centro de um triângulo, e seus 2 vizinhos estarão cada um em um dos vértices e a representação será plana.
• AX 2 E vizinhos 0 : 2, o átomo terá seus 2 vizinhos de cada lado, sendo este último oposto e a 180 ° do outro e a representação será plana.

Para todos os átomos, é possível, a partir do número de dupletos não vinculativos e átomos ligados, conhecer a geometria em torno do átomo considerado (a seguir, um dupleto não vinculativo ou uma ligação simples com um átomo pelo termo geral de dupleto , e não se leva em consideração os títulos pi ):

• 2 dupletos: geometria linear plana; os dois dupletos estão alinhados.
• 3 dupletos: geometria triangular plana; os dupletos formam ângulos de 120 ° .
• 4 dupletos: geometria tetraédrica; os dupletos formam ângulos de 109,5 ° .
• 5 dupletos: geometria bipiramidal com base triangular. 3 átomos formam a base da pirâmide (ângulo de 120 ° entre eles) e 2 átomos formam os vértices das duas pirâmides (ângulos de 90 ° com os átomos da base). Na presença de dupletos não vinculativos, eles ocupam a base da pirâmide (para maximizar os ângulos dos átomos com o dupleto não vinculativo).
• 6 dupletos: geometria octaédrica (bipirâmide quadrada); os dupletos formam ângulos de 90 ° .