IZOMERIE: TYPY A PŘÍKLADY IZOMERŮ - FYZICKÝ - 2025

Izomerie se týká existence dvou nebo více látek, které mají stejný molekulární vzorec, ale jejichž struktura se liší v každé ze sloučenin. V těchto látkách, známých jako izomery, jsou všechny prvky přítomny ve stejném poměru, ale vytvářejí strukturu atomů, která je v každé molekule odlišná.

Slovo izomer pochází z řeckého slova isomerès, což znamená „stejné části“. Na rozdíl od toho, co lze předpokládat, a přestože obsahují stejné atomy, mohou nebo nemusí mít izomery podobné vlastnosti v závislosti na funkčních skupinách přítomných v jejich struktuře.

Jsou známy dvě hlavní třídy izomerismu: ústavní (nebo strukturální) izomerismus a stereoisomerismus (nebo prostorový izomerismus). Isomerismus se vyskytuje jak v organických látkách (mezi jinými alkoholy, ketony), tak v anorganických látkách (koordinační sloučeniny).

Někdy se objevují spontánně; V těchto případech jsou izomery molekuly stabilní a vyskytují se za standardních podmínek (25 ° C, 1 atm), což byl velmi důležitý pokrok v oblasti chemie v době jejího objevení.

Druhy izomerů

Jak bylo uvedeno výše, existují dva typy izomerů, které se liší podle pořadí jejich atomů. Typy isomerů jsou následující:

Ústavní (strukturální) izomery

Jsou to sloučeniny, které mají stejné atomy a funkční skupiny, ale jsou uspořádány v jiném pořadí; to znamená, že vazby, které tvoří jejich struktury, mají v každé směsi odlišné uspořádání.

Jsou rozděleny do tří typů: poziční izomery, izomery řetězců nebo páteřních řetězců a izomery funkční skupiny, někdy označované jako funkční izomery.

Poziční izomery

Mají stejné funkční skupiny, ale ty jsou v každé molekule nalezeny na jiném místě.

Izomery řetězce nebo kostry

Vyznačují se distribucí uhlíkových substituentů ve sloučenině, to znamená, jak jsou distribuovány lineárním nebo rozvětveným způsobem.

Izomery funkční skupiny

Existuje výjimečná třída izomerismu zvaná tautomerie, ve které dochází k vzájemné přeměně jedné látky na druhou, která se obvykle vyskytuje přenosem atomu mezi isomery, což způsobuje rovnováhu mezi těmito druhy.

Stereoizomery (kosmické izomery)

Toto je jméno dané látkám, které mají přesně stejný molekulární vzorec a jejichž atomy jsou uspořádány ve stejném pořadí, ale jejichž orientace v prostoru se liší od jednoho k druhému. Proto, aby byla zajištěna jejich správná vizualizace, musí být reprezentovány trojrozměrným způsobem.

Obecně existují dvě třídy stereoizomerů: geometrické izomery a optické izomery.

Geometrické izomery

Jsou vytvářeny přerušením chemické vazby ve sloučenině. Tyto molekuly jsou prezentovány ve dvojicích, které se liší svými chemickými vlastnostmi, takže pro jejich rozlišení byly stanoveny pojmy cis (specifické substituenty v sousedních polohách) a trans (specifické substituenty v opačných polohách jejich strukturního vzorce).

V tomto případě diastereomery vynikají, mají různé konfigurace a nejsou vzájemně překrývatelné, každý s vlastními vlastnostmi. Existují také konformační izomery, vytvořené rotací substituentu kolem chemické vazby.

Optické izomery

Jsou to ty, které tvoří zrcadlové obrazy, které nelze překrýt; to znamená, že pokud je obraz jednoho izomeru umístěn na obraz druhého, poloha jeho atomů nesouhlasí přesně. Mají však stejné vlastnosti, liší se však jejich interakcí s polarizovaným světlem.

V této skupině vynikají enantiomery, které generují polarizaci světla podle jejich molekulárního uspořádání a rozlišují se jako pravotočivé (pokud je polarizace světla ve správném směru roviny) nebo levotočivá (pokud je polarizace ve směru vlevo) letadla).

Pokud existuje stejné množství obou enantiomerů (dyl), je síť nebo výsledná polarizace nulová, což je známo jako racemická směs.

Příklady izomerů

První příklad

První příklad je předloženo, že strukturálních polohových isomerů, ve které jsou obě struktury se stejným molekulovým vzorcem (C ₃ H ₈ O), ale jejichž -OH substituent se nachází ve dvou různých polohách, které tvoří 1-propanol (I) a 2-propanol (II).

Druhý příklad

V tomto druhém příkladu jsou pozorovány dva izomery strukturního řetězce nebo kostry; oba mají stejný vzorec (C ₄ H ₁₀ O) a stejný substituent (OH), ale izomer na levé straně je s přímým řetězcem (1-butanol), zatímco na pravé straně má rozvětvenou strukturu (2-methyl-2 -propanol).

Třetí příklad

Dva konstrukční funkčních skupin izomery jsou také uvedeny níže, kde obě molekuly mají stejné atomy (s molekulovým vzorcem C ₂ H ₆ O), ale jejich uspořádání je odlišné, což vede k alkoholu a etheru, jejíž fyzikální a chemické vlastnosti velmi se liší od jedné funkční skupiny k druhé.

Čtvrtý příklad

Příkladem tautomerie je rovnováha mezi některými strukturami s funkčními skupinami C = O (ketony) a OH (alkoholy), také nazývanými ketoenolická rovnováha.

Pátý příklad

Dále jsou prezentovány dva geometrické izomery cis- a trans-, přičemž je na vědomí, že jeden vlevo je cis izomer, který je označen písmenem Z ve své nomenklatuře, a ten napravo je trans izomer, označený písmenem A.

Šestý příklad

Nyní jsou zobrazeny dva diastereomery, kde jsou zaznamenány podobnosti v jejich strukturách, ale je vidět, že se nemohou překrývat.

Sedmý příklad

Nakonec jsou pozorovány dvě sacharidové struktury, které jsou optickými isomery nazývanými enantiomery. Ten vlevo je pravák, protože polarizuje rovinu světla doprava. Na druhé straně je pravý levý, protože polarizuje světelnou rovinu doleva.

Reference

1. Izomery. (2018). Wikipedia. Obnoveno z en.wikipedia.org
2. Chang, R. (9. vydání) (2007). Chemie. México DF, México: Editorial McGraw-Hill Interamericana.
3. Sharma, RK (2008). Stereochemie - Svazek 4. Obnoveno z books.google.co.ve
4. North, M. (1998). Principy a aplikace stereochemie. Obnoveno z books.google.co.ve
5. Zaměstnanci, E. (nd). Rychlá fakta organické chemie: nomenklatura a izomerismus v organických sloučeninách. Obnoveno z books.google.co.ve.
6. Mittal, A. (2002). Objektivní chemie pro osvětlený vchod. Obnoveno z books.google.co.ve