Ustavni izomeri vs stereoizomeri
Na splošno je izomer izraz, ki se v kemiji, zlasti v organski kemiji, uporablja za molekule z enako molekulsko formulo, vendar z različnimi kemičnimi strukturami. Zaradi razlike v kemijski strukturi te molekule kažejo tudi različne kemijske in fizikalne lastnosti na splošno, vendar imajo enako molekulsko formulo.
Kaj so ustavni izomeri?
Ustavni izomeri so znani tudi kot strukturni izomeri, ker se te molekule z enako molekulsko formulo med seboj razlikujejo le po načinu povezovanja posameznih atomov. Že samo ime strukturni izomeri jasno kaže na to idejo. Pod ustavnimi izomeri obstajajo trije pododdelki; so skeletni, položajni in funkcionalni skupinski izomeri.
Skeletni izomeri so izomeri, pri katerih se glavna veriga spojine na različne načine razveja z različnimi oblikami povezljivosti. Na primer, če ima spojina šest ogljikovih atomov, predpostavimo, da je zaradi udobja sestavljena samo iz atomov ogljika in vodika; če so ti elementi postavljeni v ravno verigo, lahko spojino poimenujemo kot alkan „heksan“. Tipična molekula heksana bi imela šest atomov ogljika in štirinajst atomov vodika. Zdaj pa poglejmo še druge načine povezovanja. Recimo, da je bil ogljikov atom na koncu verige odstranjen in pritrjen na drugi ogljikov atom. Potem bi se glavna veriga skrajšala na pet ogljikovih atomov z dodatnim atomom ogljika na točki odcepitve. To novo spojino lahko poimenujemo kot alkan „2-metilpentan“. Prav takodruge vejne točke lahko ustvarimo z dodajanjem metilnih skupin na različna mesta vzdolž verige. Nekateri drugi načini povezovanja vključujejo; 2,3-dimetilbutan, 2,2-dimetilbutan, 3-metilpentan itd.
Če ima spojina, s katero ima opravka, funkcionalne skupine, kot so alkohol, amin, keton / aldehid itd., Tako da funkcionalne skupine premakne na različne ogljikove atome vzdolž glavne ogljikove verige, lahko nastane več različnih molekul; vendar ima vsak enako molekulsko formulo. Ta vrsta izomerije se imenuje pozicijska izomerija. Včasih bi pri poskusu prerazporeditve elementov, razvrščenih v molekulsko formulo, lahko ustvarili molekule z različnimi funkcionalnimi skupinami, vendar se držijo iste elementarne sestave, podane v molekularni formuli; to je znano kot izomerija funkcionalne skupine. Alkohole in etre lahko na ta način udobno zamenjate (npr. CH 3 -O-CH 3 in CH 3 -CH 2-OH) in ob prisotni pravi količini nenasičenosti ga lahko zamenjamo tudi s ketoni in aldehidi. Drug pogost primer sta heksen z ravno verigo in spojina cikloheksana. Spremembe v funkcionalnih skupinah močno vplivajo na kemijske lastnosti spojine in tudi na njene fizikalne lastnosti.
Kaj so stereoizomeri?
Stereoizomeri so izomerne spojine z enako molekulsko formulo in imajo tudi enako povezljivost atomov, vendar se razlikujejo le v tridimenzionalni razporeditvi atomov v vesolju, zato so znani tudi kot prostorski izomeri. Obstajajo namreč različne vrste stereoizomerov; enantiomeri, diastereomeri, cis-trans izomeri, konformacijski izomeri itd.
Enantiomeri so molekule, ki so medsebojne zrcalne slike; zato te molekule ni mogoče prekrivati. Magijo ustvarjajo centri, imenovani kiralni centri. To so ogljikovi atomi, ki imajo s seboj povezane štiri različne skupine. Kiralni centri so odgovorni za ustvarjanje enantiomerov in te molekule imajo skoraj enake lastnosti, vendar jih je mogoče prepoznati po načinu vrtenja ravnine polarizirane svetlobe. Zato jih imenujemo tudi optični izomeri. Obstajajo tudi stereoizomeri, ki niso enantiomeri, torej niso medsebojne zrcalne slike in nekatere takšne molekule so; diastereomeri, cis-trans izomeri in konformeri. Obstaja poseben razred diastereomerov, imenovanih mezo spojine, ki imajo zrcalno ravnino znotraj molekule, toda molekula v celoti, njena zrcalna slika ne tvori druge molekule,ampak namesto tega dobi isto molekulo. Konformerji so molekule, ki imajo enako povezljivost, vendar imajo različne oblike; npr. različne konformacije cikloheksana; stol, čoln, pol čoln itd.
Kakšna je razlika med ustavnimi izomeri in stereoizomeri?
• Ustavni izomeri imajo atome, ki so povezani v različnih vrstnih razredih, medtem ko je v stereoizomerih povezljivost atomov podobna, toda 3D razporeditev atomov v prostoru je drugačna
• Kiralnost je opazna pri stereoizomerih in ne pri ustavnih izomerih.
• Ustavni izomeri imajo lahko med seboj zelo različna kemijska imena, medtem ko imajo stereoizomeri običajno enako kemijsko ime s črko ali simbolom identifikacije orientacije pred imenom.
• Kemijske in fizikalne lastnosti ustavnih izomerov se razlikujejo hitreje kot med stereoizomeri.
