Isomerism: Typer och Exempel på Isomerer
Isomerism avser förekomst av två eller flera ämnen som har samma molekylformel, men vars struktur är olika i var och en av föreningarna. I dessa ämnen, kända som isomerer, presenteras alla element i samma proportion, men bildar en strukturering av atomer som skiljer sig åt i varje molekyl.
Ordet isomer kommer från det grekiska ordet isomerès, vilket betyder "lika delar". I motsats till vad som kan antas, och även om de innehåller samma atomer, kan isomererna eller inte ha liknande egenskaper beroende på de funktionella grupperna som är närvarande i deras struktur.
Två huvudtyper av isomeri är kända: konstitutionell (eller strukturell) isomerism och stereoisomerism (eller rumslig isomerism). Isomeri förekommer både i organiska ämnen (alkoholer, ketoner, bland annat) och oorganiska ämnen (samordningsföreningar).
Ibland uppstår de spontant; i dessa fall är isomererna av en molekyl stabil och närvarande under standardförhållanden (25 ° C, 1 atm), vilket var ett mycket viktigt framsteg inom kemiområdet vid dess upptäckt.
Typer av isomerer
Som nämnts ovan presenteras två typer av isomerer som skiljer sig åt genom att beställa deras atomer. Typerna av isomerer är följande:
Konstitutionella isomerer (strukturella)
Är de föreningar som har samma atomer och funktionella grupper men ordnade i en annan ordning; det vill säga de länkar som utgör deras strukturer har ett annat arrangemang i varje förening.
De är indelade i tre typer: positionisomerer, kedjor eller skelettisomerer och isomerer av funktionella grupper, ibland kallade funktionella isomerer.
Positionisomerer
De har samma funktionella grupper, men de ligger på en annan plats i varje molekyl.
Kedje- eller skelettisomerer
De utmärks av fördelningen av kolsubstituenterna i föreningen, det vill säga genom hur de fördelas linjärt eller grenat.
Funktionella gruppisomerer
Kallas även funktionella isomerer, de består av samma atomer, men dessa bildar olika funktionella grupper i varje molekyl.
tautomerism
Det finns en exceptionell typ av isomeria som kallas tautomería, där det finns en omvandling av ett ämne i en annan som generellt ges genom överföring av en atom mellan isomererna, vilket ger en balans mellan dessa arter.
Stereoisomerer (rumsliga isomerer)
Det kallas på detta sätt för ämnen som har exakt samma molekylformel och vars atomer är arrangerade i samma ordning, men vars orientering i rymden skiljer sig åt mellan de olika. För att säkerställa deras korrekta visualisering måste de därför representeras på ett tredimensionellt sätt.
Generellt sett finns det två klasser av stereoisomerer: geometriska isomerer och optiska isomerer.
Geometriska isomerer
De bildas genom att bryta en kemisk bindning i föreningen. Dessa molekyler presenteras i par som skiljer sig åt i deras kemiska egenskaper, så att de skiljer sig från varandra, bestämdes termerna cis (specifika substituenter i intilliggande positioner) och trans (specifika substituenter i motsatta positioner med deras strukturformel).
I detta fall sticker diastereomererna ut, vilka har olika konfigurationer och inte överlägsen, var och en med sina egna egenskaper. Också hittades är konformationsisomerer, som bildas genom rotation av en substituent kring en kemisk bindning.
Optiska isomerer
De är de som utgör spegelbilder som inte kan överlappa varandra. det vill säga, om bilden av en isomer placeras på bilden av den andra, matchar dess atomer inte exakt. De har emellertid samma egenskaper, men de differentieras av deras interaktion med polariserat ljus.
I denna grupp skiljer sig enantiomererna ut, vilka alstrar polariseringen av ljus enligt deras molekylära arrangemang och utmärks som dextrorotatoriska (om polarisationen av ljuset befinner sig i planets högra riktning) eller levorotatoriska (om polarisationen är i vänster riktning) av planet).
När det finns samma mängd av båda enantiomererna (dyl) är nätet eller den resulterande polarisationen noll, vilken är känd som den racemiska blandningen.
Exempel på isomerer
Första exemplet
Det första exemplet som presenteras är det för strukturella positionisomerer, i vilka vi har två strukturer med samma molekylformel (C3H8O) men vars substituent -OH befinner sig i två olika positioner och bildar 1-propanol (I) och 2-propanol (II).
Andra exemplet
I detta andra exempel observeras två strukturella isomerer av kedja eller skelett; båda har samma formel (C4H10O) och samma substituent (OH), men isomeren till vänster är rak kedja (1-butanol), medan den till höger har en grenad struktur (2-metyl-2) propanol).
Tredje exemplet
Också visas två strukturella isomerer av funktionell grupp, där båda molekylerna har exakt samma atomer (med molekylformeln C2H6O) men deras arrangemang är olika, vilket resulterar i en alkohol och en eter vars fysikaliska och kemiska egenskaper De varierar enormt från en funktionell grupp till en annan.
Fjärde exemplet
Ett exempel på tautomería är också balansen mellan vissa strukturer med funktionella grupper C = O (ketoner) och OH (alkoholer), även kallad keto-enolisk balans.
Femte exemplet
Därefter presenteras två geometriska cis- och trans-isomerer, varvid man observerar att den till vänster är cis-isomeren, vilken betecknas med bokstaven Z i dess nomenklatur och den till höger är transisomeren, betecknad med brevet E.
Sjätte exemplet
Nu visas två diastereomerer, där likheterna noteras i deras strukturer, men det kan ses att de inte kan överlappa varandra.
Sjunde exemplet
Slutligen observeras två kolhydratstrukturer som är optiska isomerer som kallas enantiomerer. Den till vänster är dextrorotatorisk, eftersom den polariserar ljusets plan till höger. Å andra sidan är den till höger levorotatorisk, eftersom den polariserar ljusets ljus till vänster.
