Konstitucionālie izomēri pret stereoizomēriem
Parasti izomērs ir termins, ko lieto ķīmijā, īpaši organiskajā ķīmijā, lai apzīmētu molekulas ar tādu pašu molekulas formulu, bet ar atšķirīgu ķīmisko struktūru. Ķīmisko struktūru variāciju dēļ šīm molekulām kopumā ir arī atšķirīgas ķīmiskās un fizikālās īpašības, tomēr tām ir vienāda molekulārā formula.
Kas ir konstitucionālie izomēri?
Konstitucionālie izomēri ir pazīstami arī kā strukturālie izomēri, jo šīs molekulas ar vienādu molekulu formulu atšķiras tikai tādā veidā, kā atsevišķi atomi ir savienoti. Pats nosaukums strukturālie izomēri skaidri norāda uz šo ideju. Konstitucionālajiem izomēriem ir trīs apakšnodaļas; tie ir skeleta, pozicionālās un funkcionālās grupas izomēri.
Skeleta izomēri ir izomēri, kur savienojuma galvenā ķēde dažādos veidos sazarojas, izmantojot dažādas savienojamības formas. Piemēram, ja savienojumā ir seši oglekļa atomi, pieņemsim, ka ērtības labad tas sastāv tikai no oglekļa un ūdeņraža atomiem; ja šos elementus ievieto taisnā ķēdē, savienojumu var nosaukt par alkānu “Heksāns”. Tipiskai heksāna molekulai būtu seši oglekļa un četrpadsmit ūdeņraža atomi. Tagad aplūkosim citus savienojamības veidus. Pieņemsim, ka oglekļa atoms ķēdes galā tika noņemts un piestiprināts pie otrā oglekļa atoma. Tad galvenā ķēde būtu saīsināta līdz pieciem oglekļa atomiem ar papildu oglekļa atomu atzarojuma punktā. Šo jauno savienojumu var nosaukt par alkānu “2-metilpentāns”. Tāpat arīcitus atzarojuma punktus var izveidot, pievienojot metilgrupas dažādām ķēdes vietām. Daži citi savienojamības veidi ietver: 2,3-dimetilbutāns, 2,2-dimetilbutāns, 3-metilpentāns utt.
Ja savienojumā, ar kuru ir darīšana, ir funkcionālas grupas, piemēram, alkohols, amīns, ketons / aldehīds utt., Pārvietojot funkcionālās grupas uz dažādiem oglekļa atomiem gar galveno oglekļa ķēdi, var izveidot vairākas dažādas molekulas; tomēr katram ir vienāda molekulārā formula. Šāda veida izomēriju sauc par pozicionālo izomēriju. Reizēm, mēģinot pārkārtot elementus, kas sakārtoti molekulārajā formulā, varētu izveidot molekulas ar dažādām funkcionālām grupām, tomēr pieturoties pie tā paša elementu sastāva, kas norādīts molekulārajā formulā; to sauc par funkcionālās grupas izomēriju. Spirti un ēteri, var ērti nomainīt šādā veidā (piemēram, CH 3 -O-CH 3 un CH 3 CH 2-OH) un ar nepieciešamo nepiesātinātā daudzuma daudzumu to var apmainīt arī ar ketoniem un aldehīdiem. Vēl viens izplatīts piemērs ir taisnas ķēdes heksēns un cikloheksāna savienojums. Izmaiņas funkcionālajās grupās ievērojami ietekmē savienojuma ķīmiskās īpašības un arī tā fizikālās īpašības.
Kas ir stereoizomēri?
Stereoizomēri ir izomēru savienojumi ar tādu pašu molekulāro formulu un tiem ir vienāda atomu savienojamība, bet tie atšķiras tikai ar atomu trīsdimensiju izvietojumiem telpā, tāpēc tos sauc arī par telpiskiem izomēriem. Ir dažādi stereoizomēri, proti; enantiomēri, diastereomēri, cis-trans izomēri, konformācijas izomēri utt.
Enantiomēri ir molekulas, kas ir viens otra spoguļattēli; līdz ar to šīs molekulas nav uzklājamas. Maģiju rada centri, kurus sauc par kirāliem centriem. Tie ir oglekļa atomi, kuriem ir saistītas četras dažādas grupas. Ķirālie centri ir atbildīgi par enantiomēru radīšanu, un šīm molekulām ir gandrīz identiskas īpašības, taču tās var noteikt pēc tā, kā tās rotē plaknes polarizēto gaismu. Tādēļ tos sauc arī par optiskajiem izomēriem. Ir arī stereoizomēri, kas nav enantiomēri, tas ir, tie nav viens otra spoguļattēli, un dažas šādas molekulas ir; diastereomēri, cis-trans izomēri un konformeri. Ir īpaša diastereomēru klase, ko sauc par mezo savienojumiem, kuriem molekulā ir spoguļa plakne, bet molekula kopumā, tās spoguļattēls neveido citu molekulu,bet tā vietā iegūst to pašu molekulu. Conformers ir molekulas, kurām ir tāda pati savienojamība, bet kurām ir dažādas formas; piemēram, dažādas cikloheksāna konformācijas; krēsls, laiva, puslaiva utt.
Kāda ir atšķirība starp konstitucionālajiem un stereoizomēriem?
• Konstitucionālajiem izomēriem atomi ir savienoti dažādās kārtās, turpretī stereoizomēros atomu savienojamība ir līdzīga, bet atomu 3D izvietojums telpā ir atšķirīgs
• Hiralitāte ir redzama stereoizomēros, nevis konstitucionālajos izomēros.
• Konstitucionālajiem izomēriem var būt ļoti atšķirīgi ķīmiskie nosaukumi, turpretim stereoizomēriem nosaukuma priekšā parasti ir viens un tas pats ķīmiskais nosaukums ar orientācijas identifikācijas burtu vai simbolu.
Konstitucionālo izomēru ķīmiskās un fizikālās īpašības atšķiras ātrāk nekā starp stereoizomēriem.
