Isomeerit vs resonanssi | Resonanssirakenteet vs. isomeerit Perustuslailliset isomeerit, stereoisomeerit, enantiomeerit, diastereomeerit
Molekyyli tai ioni, jolla on sama molekyylikaava, voi esiintyä eri tavoin riippuen sitoutumisjärjestyksistä, varauksen jakautumiseroista, tavasta, jolla ne järjestyvät itse avaruuteen jne.
Isomeerit
Isomeerit ovat erilaisia yhdisteitä, joilla on sama molekyylikaava. Isomeerejä on erilaisia. Isomeerit voidaan jakaa pääasiassa kahteen ryhmään perustuslaillisina isomeereinä ja stereoisomeereinä. Konstitutionaaliset isomeerit ovat isomeerejä, joissa atomien yhteys on erilainen molekyyleissä. Butaani on yksinkertaisin alkaani, joka osoittaa perustuslaillisen isomerismin. Butaanilla on kaksi perustuslaillista isomeeriä, itse butaani ja isobuteeni.
CH 3 CH 2 CH 2 CH 3
Butaani-isobutaani / 2-metyylipropaani
Stereoisomeereissä atomit ovat yhteydessä samassa järjestyksessä, toisin kuin perustuslailliset isomeerit. Stereoisomeerit eroavat toisistaan vain atomien järjestyksessä avaruudessa. Stereoisomeerit voivat olla kahden tyyppisiä, enantiomeerit ja diastereomeerit. Diastereomeerit ovat stereoisomeerejä, joiden molekyylit eivät ole peilikuvia toisistaan. 1,2-dikloorieteenin cis-trans-isomeerit ovat diastereomeerejä. Enantiomeerit ovat stereoisomeerejä, joiden molekyylit eivät ole päällekkäisiä peilikuvia toisistaan. Enantiomeereja esiintyy vain kiraalisten molekyylien kanssa. Kiraalinen molekyyli määritellään sellaiseksi, joka ei ole identtinen sen peilikuvan kanssa. Siksi kiraalinen molekyyli ja sen peilikuva ovat toistensa enantiomeerejä. Esimerkiksi 2-butanolimolekyyli on kiraalinen, ja se ja sen peilikuvat ovat enantiomeerejä.
Resonanssi
Kun kirjoitamme Lewis-rakenteita, näytämme vain valenssielektroneja. Antamalla atomien jakaa tai siirtää elektroneja yritämme antaa jokaiselle atomille jalokaasun elektronisen konfiguraation. Tässä yrityksessä voimme kuitenkin asettaa elektronille keinotekoisen sijainnin. Seurauksena on, että useammalle molekyylille ja ionille voidaan kirjoittaa useampi kuin yksi ekvivalentti Lewis-rakenne. Elektronien sijaintia muuttamalla kirjoitetut rakenteet tunnetaan resonanssirakenteina. Nämä ovat rakenteita, jotka ovat olemassa vain teoriassa. Resonanssirakenne kertoo kaksi tosiseikkaa resonanssirakenteista.
- Mikään resonanssirakenteista ei ole oikea esitys todellisesta molekyylistä; kukaan ei muistuta täysin varsinaisen molekyylin kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia.
- Varsinaista molekyyliä tai ionia edustaa parhaiten kaikkien resonanssirakenteiden hybridi.
Resonanssirakenteet esitetään nuolella ↔. Seuraavassa on karbonaatti-ionin (CO 3 2-) resonanssirakenteet.
Röntgentutkimukset ovat osoittaneet, että varsinainen molekyyli on näiden resonanssien välillä. Tutkimusten mukaan kaikki hiili-happisidokset ovat yhtä pitkiä karbonaatti-ioneissa. Edellä mainittujen rakenteiden mukaan voimme kuitenkin nähdä, että yksi on kaksoissidos ja kaksi on yksittäisiä sidoksia. Siksi, jos nämä resonanssirakenteet esiintyvät erikseen, ihanteellisesti ionissa tulisi olla erilaiset sidospituudet. Samat sidospituudet osoittavat, että mikään näistä rakenteista ei todellakaan ole luonnossa, pikemminkin on olemassa tämän yhdistelmä.
Mikä on ero isomeerien ja resonanssin välillä?
• Isomeereissä molekyylin atomijärjestely tai avaruusjärjestely voi vaihdella. Mutta resonanssirakenteissa nämä tekijät eivät muutu. Pikemminkin heillä on vain muutos elektronin asemassa.
• Isomeereja on luonnossa läsnä, mutta todellisuudessa resonanssirakenteita ei ole. Ne ovat hypoteettisia rakenteita, jotka rajoittuvat vain teoriaan.
