Hoewel structuurformules waardevolle informatie verschaffen over de connectiviteit en samenstelling van moleculen, hebben ze bepaalde beperkingen en slagen ze er niet in verschillende belangrijke aspecten van werkelijke moleculen weer te geven. Hier zijn enkele manieren waarop structuurformules ontoereikend zijn:

1. Driedimensionale structuur:

Structuurformules worden doorgaans op een tweedimensionaal vlak getekend, dat niet de driedimensionale rangschikking van atomen in een molecuul weergeeft. Deze beperking is vooral belangrijk voor complexe moleculen met ingewikkelde ruimtelijke structuren. Veel kenmerken, zoals moleculaire vorm, bindingshoeken en ruimtelijke oriëntaties, zijn niet duidelijk in een structuurformule.

2. Bondlengtes en -hoeken:

Structuurformules geven geen nauwkeurige informatie over de verbindingslengtes en verbindingshoeken. De lijnen die bindingen voorstellen, zijn vaak even lang getekend, wat bij echte moleculen niet altijd het geval is. De lengtes en hoeken van bindingen kunnen variëren afhankelijk van de aard van de betrokken atomen en de hybridisatie van orbitalen.

3. Stereochemie:

Structuurformules missen vaak stereochemische details, die cruciaal zijn voor het begrijpen van de ruimtelijke ordening van atomen in de driedimensionale ruimte. Enantiomeren, die spiegelbeelden van elkaar zijn, kunnen niet worden onderscheiden met behulp van alleen een structuurformule. De structuurformule van melkzuur specificeert bijvoorbeeld niet of het om de L- of D-enantiomeer gaat.

4. Elektronenverdeling en binding:

Structuurformules laten niet expliciet de verdeling van elektronen binnen een molecuul zien, of de aard van chemische bindingen. Ze geven geen informatie over elektronenparen, alleenstaande paren of de moleculaire orbitalen die betrokken zijn bij binding. Dit aspect is cruciaal voor het begrijpen van de elektronische eigenschappen en reactiviteit van een molecuul.

5. Dynamische aard van moleculen:

Structuurformules portretteren moleculen als statische entiteiten, wat geen nauwkeurige weergave is van hun dynamische gedrag. Moleculen ondergaan constante trillingen, rotaties en conformationele veranderingen. Structurele formules slagen er niet in deze dynamische aard vast te leggen en vertegenwoordigen mogelijk niet de meest stabiele of meest voorkomende conformatie van een molecuul.

6. Oplossing en interacties:

Structuurformules geven doorgaans geïsoleerde moleculen weer, terwijl moleculen in werkelijkheid voorkomen in een omgeving omringd door oplosmiddelmoleculen of een interactie aangaan met andere moleculen. Deze interacties, zoals waterstofbruggen, dipool-dipoolkrachten en van der Waals-krachten, worden niet weergegeven in structuurformules.

Ondanks hun beperkingen blijven structuurformules een nuttig hulpmiddel voor het overbrengen van basisinformatie over de samenstelling en connectiviteit van moleculen. Het is echter essentieel om hun beperkingen te onderkennen en deze aan te vullen met andere representaties, zoals driedimensionale modellen, elektronendichtheidskaarten en moleculaire orbitalen, om een ​​beter begrip te krijgen van de moleculaire structuur en eigenschappen.