Konstitucionālie izomēri pret stereoizomēriem
Kopumā izomērs ir termins, ko izmanto ķīmijā, jo īpaši organiskajā ķīmijā, lai apzīmētu molekulas ar vienādu molekulāro formulu, bet kurām ir atšķirīga ķīmiskā struktūra. Ķīmisko struktūru atšķirību dēļ šīm molekulām kopumā ir atšķirīgas ķīmiskās un fizikālās īpašības, tomēr tām ir viena un tā pati molekulārā formula.
Kas ir konstitucionālie izomēri?
Konstitucionālie izomēri ir zināmi arī kā strukturālie izomēri, jo šīs molekulas ar vienādu molekulāro formulu atšķiras viena no otras tikai ar to, kā atsevišķi atomi ir savienoti. Pats nosaukums strukturālie izomēri skaidri norāda uz šo ideju. Saskaņā ar konstitucionālajiem izomēriem ir trīs apakšnodaļas; tie ir skeleta, pozicionālo un funkcionālo grupu izomēri.
Skeleta izomēri ir izomēri, kur savienojuma galvenā ķēde tiek sazarota dažādos veidos, izmantojot dažādus savienojamības veidus. Piemēram, ja savienojumā ir seši oglekļa atomi, pieņemsim, ka tas sastāv tikai no oglekļa un ūdeņraža atomiem ērtības labad; ja šie elementi ir novietoti taisnā ķēdē, savienojumu var nosaukt par alkānu "heksāns". Tipiskā heksāna molekulā būtu seši oglekļa atomi un četrpadsmit ūdeņraža atomi. Tagad apskatīsim citus savienojuma veidus. Pieņemsim, ka oglekļa atoms ķēdes galā tika noņemts un piestiprināts pie otrā oglekļa atoma. Tad galvenā ķēde tiktu saīsināta līdz pieciem oglekļa atomiem ar papildu oglekļa atomu sazarojuma punktā. Šo jauno savienojumu var nosaukt par alkānu "2-metilpentāns". Tāpat var izveidot citus atzarojuma punktus, pievienojot metilgrupas dažādām ķēdes vietām. Daži citi savienojuma veidi ietver; 2,3-dimetilbutāns, 2,2-dimetilbutāns, 3-metilpentāns utt.
Ja savienojumā, ar kuru ir runa izveidots; tomēr katram ir viena un tā pati molekulārā formula. Šo izomērijas veidu sauc par pozicionālo izomerismu. Reizēm, mēģinot pārkārtot elementus, kas sakārtoti molekulārajā formulā, var izveidot molekulas ar dažādām funkcionālajām grupām, tomēr pieturoties pie tā paša elementārā sastāva, kas norādīts molekulārajā formulā; to sauc par funkcionālās grupas izomerismu. Šādā veidā var ērti apmainīt spirtus un ēterus (piemēram, CH3-O-CH3 un CH3 -CH2-OH) un ar atbilstošu nepiesātinājuma daudzumu, to var apmainīt arī ar ketoniem un aldehīdiem. Vēl viens izplatīts piemērs ir taisnas ķēdes heksēns un cikloheksāna savienojums. Funkcionālo grupu izmaiņas būtiski ietekmē savienojuma ķīmiskās īpašības un arī tā fizikālās īpašības.
Kas ir stereoizomēri?
Stereoizomēri ir izomēru savienojumi ar vienādu molekulāro formulu, un tiem ir arī tāda pati atomu savienojamība, taču tie atšķiras tikai ar atomu trīsdimensiju izvietojumu telpā, tāpēc tos sauc arī par telpiskajiem izomēriem. Ir dažādi stereoizomēru veidi, 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, ko sauc par hirālajiem centriem. Tie ir oglekļa atomi, kuriem ir pievienotas četras dažādas grupas. Hirālie centri ir atbildīgi par enantiomēru izveidi, un šīm molekulām ir gandrīz identiskas īpašības, taču tās var identificēt pēc veida, kā tās rotē plakni polarizēto gaismu. Tāpēc 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 spoguļplakne, bet molekula kopumā, tās spoguļattēls neveido citu molekulu, bet tā vietā rada to pašu molekulu. Konformeri ir molekulas, kurām ir vienāda savienojamība, bet tām ir dažādas formas; piem. dažādas cikloheksāna konformācijas; krēsls, laiva, puslaiva utt.
Kāda ir atšķirība starp konstitucionālajiem izomēriem un stereoizomēriem?
• Konstitucionālajiem izomēriem atomi ir savienoti dažādās secībās, turpretim stereoizomēros savienojamība atomos ir līdzīga, bet atomu 3D izvietojums telpā ir atšķirīgs
• Chiralitāte ir redzama stereoizomēros, nevis konstitucionālajos izomēros.
• Konstitucionālajiem izomēriem var būt ļoti atšķirīgi viens no otra ķīmiskie nosaukumi, turpretim stereoizomēriem parasti ir viens un tas pats ķīmiskais nosaukums ar burtu vai orientācijas identifikācijas simbolu nosaukuma priekšā.
• Konstitucionālo izomēru ķīmiskās un fizikālās īpašības atšķiras ātrāk nekā stereoizomēru.
