IZOMERIA: RODZAJE I PRZYKŁADY IZOMERÓW - FIZYCZNY - 2026

Izomeria dotyczy istnienia dwóch lub więcej substancji mających ten sam wzór cząsteczkowy, ale których konstrukcja różni się w każdym ze związków. W tych substancjach, zwanych izomerami, wszystkie pierwiastki występują w tej samej proporcji, ale tworzą inną strukturę atomów w każdej cząsteczce.

Słowo izomer pochodzi od greckiego słowa izomerès, które oznacza „równe części”. Wbrew temu, co można by przypuszczać, izomery, mimo że zawierają te same atomy, mogą mieć podobne właściwości lub nie, w zależności od grup funkcyjnych obecnych w ich strukturze.

Znane są dwie główne klasy izomerii: izomeria konstytucyjna (lub strukturalna) i stereoizomeria (lub izomeria przestrzenna). Izomeria występuje zarówno w substancjach organicznych (m.in. alkohole, ketony), jak i nieorganicznych (związki koordynacyjne).

Czasami pojawiają się spontanicznie; w takich przypadkach izomery cząsteczki są stabilne i występują w standardowych warunkach (25 ° C, 1 atm), co było bardzo ważnym postępem w dziedzinie chemii w momencie jej odkrycia.

Rodzaje izomerów

Jak wspomniano powyżej, istnieją dwa typy izomerów, które różnią się kolejnością atomów. Rodzaje izomerów są następujące:

Izomery konstytucyjne (strukturalne)

Są to związki, które mają te same atomy i grupy funkcyjne, ale są ułożone w innej kolejności; to znaczy, wiązania, które tworzą ich struktury, mają inny układ w każdym związku.

Są one podzielone na trzy typy: izomery pozycyjne, izomery łańcuchowe lub szkieletowe oraz izomery grup funkcyjnych, czasami określane jako izomery funkcjonalne.

Izomery pozycji

Mają te same grupy funkcyjne, ale znajdują się one w innym miejscu w każdej cząsteczce.

Izomery łańcucha lub szkieletu

Wyróżnia je rozkład podstawników węglowych w związku, to znaczy sposób ich rozmieszczenia liniowego lub rozgałęzionego.

Izomery grup funkcyjnych

Istnieje wyjątkowa klasa izomerii zwana tautomeria, w której zachodzi wzajemna przemiana jednej substancji w inną, która zwykle zachodzi przez przeniesienie atomu między izomerami, powodując równowagę między tymi gatunkami.

Stereoizomery (izomery przestrzenne)

To nazwa nadana substancjom, które mają dokładnie ten sam wzór cząsteczkowy i których atomy są ułożone w tej samej kolejności, ale których orientacja w przestrzeni różni się od siebie. Dlatego, aby zapewnić ich poprawną wizualizację, muszą być przedstawione w trójwymiarowy sposób.

Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwie klasy stereoizomerów: izomery geometryczne i izomery optyczne.

Izomery geometryczne

Powstają w wyniku zerwania wiązania chemicznego w związku. Cząsteczki te występują w parach różniących się właściwościami chemicznymi, dlatego w celu ich rozróżnienia przyjęto określenia cis (określone podstawniki w sąsiednich pozycjach) i trans (określone podstawniki na przeciwnych pozycjach ich wzoru strukturalnego).

W tym przypadku diastereoizomery wyróżniają się, mając różne konfiguracje i nie można ich nakładać na siebie, każdy ma swoją własną charakterystykę. Istnieją również izomery konformacyjne, utworzone przez obrót podstawnika wokół wiązania chemicznego.

Izomery optyczne

Są to te, które stanowią lustrzane odbicia, których nie można nałożyć; to znaczy, jeśli obraz jednego izomeru zostanie umieszczony na obrazie drugiego, położenie jego atomów nie jest dokładnie zgodne. Jednak mają te same cechy, ale różnią się interakcją ze światłem spolaryzowanym.

W tej grupie wyróżniają się enancjomery, które generują polaryzację światła zgodnie z ich układem molekularnym i wyróżniają się jako prawoskrętne (jeśli polaryzacja światła jest w prawo w płaszczyźnie) lub lewoskrętne (jeśli polaryzacja jest w lewo) samolotu).

Gdy występuje taka sama ilość obu enancjomerów (dyl), polaryzacja netto lub wynikowa wynosi zero, co jest znane jako mieszanina racemiczna.

Przykłady izomerów

Pierwszy przykład

Pierwszym przedstawionym przykładem są strukturalne izomery pozycyjne, w których istnieją dwie struktury o tym samym wzorze cząsteczkowym (C ₃ H ₈ O), ale których podstawnik -OH znajduje się w dwóch różnych pozycjach, tworząc 1-propanol (I) i 2-propanol (II).

Drugi przykład

W tym drugim przykładzie obserwuje się dwa izomery łańcucha strukturalnego lub szkieletu; oba mają ten sam wzór (C ₄ H ₁₀ O) i ten sam podstawnik (OH), ale izomer po lewej jest prostołańcuchowy (1-butanol), podczas gdy ten po prawej ma strukturę rozgałęzioną (2-metylo-2 -propanol).

Trzeci przykład

Poniżej przedstawiono również dwie izomery strukturalnych grup funkcyjnych, w których obie cząsteczki mają dokładnie te same atomy (o wzorze cząsteczkowym C ₂ H ₆ O), ale ich układ jest inny, co daje alkohol i eter, których właściwości fizyczne i chemiczne różnią się znacznie w zależności od grupy funkcjonalnej.

Czwarty przykład

Przykładem tautomerii jest również równowaga między niektórymi strukturami z grupami funkcyjnymi C = O (ketony) i OH (alkohole), zwana również równowagą keto-enolową.

Piąty przykład

Następnie przedstawiono dwa izomery geometryczne cis- i trans-, zwracając uwagę, że ten po lewej jest izomerem cis, który jest oznaczony literą Z w jego nomenklaturze, a ten po prawej to izomer trans, oznaczony literą I.

Szósty przykład

Teraz pokazano dwa diastereoizomery, w których odnotowano podobieństwa w ich budowie, ale widać, że nie mogą się pokrywać.

Siódmy przykład

Wreszcie, obserwuje się dwie struktury węglowodanowe, które są izomerami optycznymi zwanymi enancjomerami. Ten po lewej jest praworęczny, ponieważ polaryzuje płaszczyznę światła w prawo. Z drugiej strony ten po prawej jest leworęczny, ponieważ polaryzuje płaszczyznę światła w lewo.

Bibliografia

1. Izomery. (2018). Wikipedia. Odzyskany z en.wikipedia.org
2. Chang, R. (wydanie 9) (2007). Chemia. México DF, México: Od redakcji McGraw-Hill Interamericana.
3. Sharma, RK (2008). Stereochemistry - Volume 4. Odzyskane z books.google.co.ve
4. Północ, M. (1998). Zasady i zastosowania stereochemii. Odzyskany z books.google.co.ve
5. Personel, E. (nd). Fakty dotyczące chemii organicznej: nomenklatura i izomeria w związkach organicznych. Odzyskany z books.google.co.ve.
6. Mittal, A. (2002). Chemia obiektywna do oświetlonego wejścia. Odzyskany z books.google.co.ve