Izomēri pret rezonansi | Rezonanses struktūras pret izomēriem | Konstitucionālie izomēri, stereoizomēri, enantiomēri, diastereomēri
Molekula vai jons ar vienādu molekulāro formulu var pastāvēt dažādos veidos atkarībā no saišu secības, lādiņu sadalījuma atšķirībām, veida, kā tās izkārtojas telpā utt.
Izomēri
Izomēri ir dažādi savienojumi ar vienādu molekulāro formulu. Ir dažādi izomēru veidi. Izomērus galvenokārt var iedalīt divās grupās kā konstitucionālos izomērus un stereoizomērus. Konstitucionālie izomēri ir izomēri, kur atomu savienojamība molekulās atšķiras. Butāns ir vienkāršākais alkāns, kas parāda konstitucionālo izomerismu. Butānam ir divi konstitucionālie izomēri, pats butāns un izobutēns.
CH3CH2CH2CH3
Butāns Izobutāns/2-metilpropāns
Stereoizomēros atomi ir savienoti vienā secībā, atšķirībā no konstitucionālajiem izomēriem. Stereoizomēri atšķiras tikai ar to atomu izvietojumu telpā. Stereoizomēri var būt divu veidu: enantiomēri un diastereomēri. Diastereomēri ir stereoizomēri, kuru molekulas nav viena otras spoguļattēli. 1,2-dihloretēna cis-trans izomēri ir diastereomēri. Enantiomēri ir stereoizomēri, kuru molekulas ir viens otra nepārvietojami spoguļattēli. Enantiomēri rodas tikai ar hirālām molekulām. Hirāla molekula ir definēta kā tāda, kas nav identiska tās spoguļattēlam. Tāpēc hirālā molekula un tās spoguļattēls ir viens otra enantiomēri. Piemēram, 2-butanola molekula ir hirāla, un tā un tās spoguļattēli ir enantiomēri.
Rezonanse
Rakstot Lūisa struktūras, mēs rādām tikai valences elektronus. Ja atomi dalās vai pārnes elektronus, mēs cenšamies katram atomam piešķirt cēlgāzes elektronisko konfigurāciju. Tomēr šajā mēģinājumā mēs varam uzspiest elektroniem mākslīgu atrašanās vietu. Rezultātā daudzām molekulām un joniem var uzrakstīt vairāk nekā vienu līdzvērtīgu Lūisa struktūru. Struktūras, kas rakstītas, mainot elektronu stāvokli, ir pazīstamas kā rezonanses struktūras. Tās ir struktūras, kas pastāv tikai teorētiski. Rezonanses struktūra norāda divus faktus par rezonanses struktūrām.
- Neviena no rezonanses struktūrām nebūs pareizais faktiskās molekulas attēlojums; neviena no tām pilnībā neatgādinās faktiskās molekulas ķīmiskās un fizikālās īpašības.
- Faktisko molekulu vai jonu vislabāk attēlos visu rezonanses struktūru hibrīds.
Rezonanses struktūras ir parādītas ar bultiņu ↔. Tālāk ir norādītas karbonāta jonu rezonanses struktūras (CO32-).
Rentgena pētījumi ir parādījuši, ka faktiskā molekula atrodas starp šīm rezonansēm. Saskaņā ar pētījumiem visas oglekļa-skābekļa saites ir vienāda garuma karbonāta jonos. Tomēr saskaņā ar iepriekš minētajām struktūrām mēs varam redzēt, ka viena ir dubultā saite, bet divas ir atsevišķas saites. Tāpēc, ja šīs rezonanses struktūras rodas atsevišķi, ideālā gadījumā jonos vajadzētu būt dažādiem saišu garumiem. Tie paši saišu garumi norāda, ka neviena no šīm struktūrām dabā faktiski nepastāv, drīzāk pastāv to hibrīds.
Kāda ir atšķirība starp izomēriem un rezonansi?
• Izomēros molekulas atomu izvietojums vai telpiskais izvietojums var atšķirties. Bet rezonanses struktūrās šie faktori nemainās. Drīzāk tiem ir izmaiņas tikai elektrona stāvoklī.
• Izomēri ir dabiski, bet rezonanses struktūras patiesībā nepastāv. Tās ir hipotētiskas struktūras, kas attiecas tikai uz teoriju.
