IZOMERIZEM: VRSTE IN PRIMERI IZOMEROV - FIZIČNO - 2026

Izomerija nanaša na obstoj dveh ali več snovi, ki imajo enako molekulsko formulo, toda katerega struktura je drugačna v vsakem od spojin. V teh snoveh, znanih kot izomeri, so vsi elementi prisotni v enakem razmerju, vendar tvorijo strukturo atomov, ki je v vsaki molekuli različna.

Beseda izomer izvira iz grške besede izomerès, kar pomeni "enaki deli." V nasprotju s tem, kar lahko domnevamo, in kljub temu, da vsebujejo iste atome, izomeri lahko imajo ali nimajo podobnih lastnosti, odvisno od funkcionalnih skupin, ki so prisotne v njihovi strukturi.

Znana sta dva glavna razreda izomerizma: ustavna (ali strukturna) izomerija in stereoizomerizem (ali prostorska izomerizem). Izomerizem se pojavlja tako v organskih snoveh (med drugim alkoholi, ketoni) kot tudi v anorganskih snoveh (koordinacijske spojine).

Včasih se pojavijo spontano; V teh primerih so izomeri molekule stabilni in se pojavljajo v standardnih pogojih (25 ° C, 1 atm), kar je bil v času njegovega odkritja zelo pomemben napredek na področju kemije.

Vrste izomerov

Kot že omenjeno, obstajata dve vrsti izomerov, ki se razlikujeta po vrstnem redu svojih atomov. Vrste izomerov so naslednje:

Ustavni (strukturni) izomeri

So tiste spojine, ki imajo enake atome in funkcionalne skupine, vendar razporejene v drugačnem vrstnem redu; to pomeni, da imajo vezi, ki sestavljajo njihove strukture, v vsaki sestavini drugačen razpored.

Delimo jih v tri vrste: pozicijske izomere, verižne ali hrbtne izomere in izomere funkcionalne skupine, ki jih včasih imenujemo funkcionalni izomeri.

Položaji izomerov

Imajo enake funkcionalne skupine, vendar se te nahajajo na drugem mestu v vsaki molekuli.

Verižni ali skeletni izomeri

Odlikuje jih porazdelitev ogljikovih substituentov v spojini, torej po tem, kako so razporejeni linearno ali razvejano.

Izomeri funkcionalne skupine

Obstaja izjemen razred izomerizma, imenovan tavtomerizem, pri katerem pride do medsebojne pretvorbe ene snovi v drugo, ki se običajno zgodi s prenosom atoma med izomere, kar povzroči ravnotežje med temi vrstami.

Stereoizomeri (vesoljski izomeri)

To je ime za snovi, ki imajo popolnoma enako molekularno formulo in katerih atomi so razporejeni v istem vrstnem redu, vendar se njihova orientacija v prostoru razlikuje od enega do drugega. Zato morajo biti za njihovo pravilno vizualizacijo predstavljene na tridimenzionalni način.

Na splošno obstajata dva razreda stereoizomerov: geometrijski izomeri in optični izomeri.

Geometrijski izomeri

Nastanejo z razpadom kemične vezi v spojini. Te molekule so predstavljene v parih, ki se med seboj razlikujejo po kemijskih lastnostih, zato smo za njihovo razlikovanje določili izraze cis (specifični substituenti v sosednjih položajih) in trans (specifični substituenti v nasprotnih položajih njihove strukturne formule).

V tem primeru izstopajo diastereomeri, ki imajo različne konfiguracije in se med seboj ne dajo medsebojno uporabiti, vsak ima svoje značilnosti. Obstajajo tudi konformacijski izomeri, ki nastanejo z vrtenjem substituenta okoli kemične vezi.

Optični izomeri

So tiste, ki tvorijo zrcalne slike, ki jih ni mogoče pripisati; to je, če je slika enega izomera postavljena na podobo drugega, se položaj njegovih atomov ne ujema natančno. Vendar imajo enake značilnosti, vendar se razlikujejo po interakciji s polarizirano svetlobo.

V tej skupini izstopajo enantiomeri, ki ustvarjajo polarizacijo svetlobe glede na njihovo molekularno razporeditev in jih razlikujemo kot dekstrorotatorno (če je polarizacija svetlobe v pravi smeri ravnine) ali levičarje (če je polarizacija v levi smeri ravnine).

Če je enaka količina obeh enantiomerov (dyl) enaka, je neto neto ali posledična polarizacija enaka nič, kar je znano kot racemska zmes.

Primeri izomerov

Prvi primer

Prvi primer predstavljeni, da strukturni pozicijskih izomerov, kjer obstajata dve strukture z enako molekulsko formulo (C ₃ H ₈ O), toda katerih OH substituent najdemo v dveh različnih položajih, ki tvori 1-propanola (I) in 2-propanol (II).

Drugi primer

V tem drugem primeru sta opažena dva izomera strukturne verige ali okostja; tako imajo isto formulo (C ₄ H ₁₀ O) in isti substituentni (OH), ki pa izomer na levi je ravnoverižen (1-butanol), medtem ko je ena na desni razvejano strukturo (2-metil-2 -propanol).

Tretji primer

Spodaj sta prikazana dva izomera strukturne funkcionalne skupine, kjer imata obe molekuli popolnoma enake atome (z molekularno formulo C ₂ H ₆ O), vendar je njihova razporeditev različna, kar ima za posledico alkohol in eter, katerih fizikalne in kemijske lastnosti se med posameznimi funkcionalnimi skupinami zelo razlikujejo.

Četrti primer

Primer tavtomerizma je tudi ravnovesje med nekaterimi strukturami s funkcionalnimi skupinami C = O (ketoni) in OH (alkoholi), ki jih imenujemo tudi keto-enolsko ravnovesje.

Peti primer

Nato sta predstavljena dva geometrijska izomera cis- in trans-, pri čemer je navedeno, da je na levi strani cis izomer, ki ga v nomenklaturi označuje črka Z, na desni pa trans izomer, označen s črko IN.

Šesti primer

Zdaj sta prikazana dva diastereomera, kjer sta podobni strukturi, vendar je razvidno, da se ne moreta prekrivati.

Sedmi primer

Na koncu opazimo dve strukturi ogljikovih hidratov, ki sta optični izomeri, imenovani enantiomeri. Tista na levi strani je desna, saj polarizira ravnino svetlobe na desno. Po drugi strani pa je tisti na desni levičar, ker polarizira ravnino svetlobe na levo.

Reference

1. Izomeri. (2018). Wikipedija. Pridobljeno s strani en.wikipedia.org
2. Chang, R. (9. izd.) (2007). Kemija. México DF, México: Uredništvo McGraw-Hill Interamericana.
3. Sharma, RK (2008). Stereokemija - zvezek 4. Obnovljeno iz books.google.co.ve
4. North, M. (1998). Načela in uporaba stereokemije. Pridobljeno iz books.google.co.ve
5. Osebje, E. (drugo). Hitre dejstva o organski kemiji: nomenklatura in izomerizem v organskih sestavinah. Pridobljeno iz books.google.co.ve.
6. Mittal, A. (2002). Objektivna kemija za osvetljen vhod. Pridobljeno iz books.google.co.ve