Isomerism-Typen und Beispiele von Isomeren



Die Isomerie bezieht sich auf die Existenz von zwei oder mehr Substanzen, die die gleiche molekulare Formel haben, deren Struktur sich jedoch in jeder der Verbindungen unterscheidet. In diesen als Isomere bekannten Substanzen sind alle Elemente im gleichen Verhältnis dargestellt, bilden aber eine Struktur der Atome, die in jedem Molekül verschieden ist.

Das Wort Isomer kommt vom griechischen Wort Isomeres, was "gleiche Teile" bedeutet. Im Gegensatz zu dem, was anzunehmen ist, und obwohl sie die gleichen Atome enthalten, können die Isomere ähnliche oder ähnliche Eigenschaften aufweisen, abhängig von den funktionellen Gruppen, die in ihrer Struktur vorhanden sind.

Zwei Haupttypen von Isomerie sind bekannt: konstitutionelle (oder strukturelle) Isomerie und Stereoisomerie (oder räumliche Isomerie). Isomerie tritt sowohl in organischen Substanzen (Alkohole, Ketone ua) als auch in anorganischen Verbindungen (Koordinationsverbindungen) auf.

Manchmal treten sie spontan auf; in diesen Fällen sind die Isomere eines Moleküls stabil und unter Standardbedingungen (25 ° C, 1 atm) vorhanden, was zum Zeitpunkt seiner Entdeckung ein sehr wichtiger Fortschritt auf dem Gebiet der Chemie war.

Index

  • 1 Arten von Isomeren
    • 1.1 Konstitutionelle Isomere (strukturell)
    • 1.2 Tautomería
    • 1.3 Stereoisomere (räumliche Isomere)
  • 2 Beispiele für Isomere
    • 2.1 Erstes Beispiel
    • 2.2 Zweites Beispiel
    • 2.3 Drittes Beispiel
    • 2.4 Viertes Beispiel
    • 2.5 Fünftes Beispiel
    • 2.6 Sechstes Beispiel
    • 2.7. Siebentes Beispiel
  • 3 Referenzen

Arten von Isomeren

Wie oben erwähnt, werden zwei Arten von Isomeren vorgestellt, die sich durch Anordnung ihrer Atome unterscheiden. Die Arten von Isomeren sind die folgenden:

Konstitutionelle Isomere (strukturell)

Sind diejenigen Verbindungen, die die gleichen Atome und funktionellen Gruppen haben, aber in einer anderen Reihenfolge angeordnet sind; das heißt, die Verbindungen, die seine Strukturen bilden, haben in jeder Verbindung eine andere Anordnung.

Sie sind in drei Arten unterteilt: Positionsisomere, Ketten- oder Skelett-Isomere und Isomere funktioneller Gruppen, manchmal funktionelle Isomere genannt.

Positionsisomere

Sie haben die gleichen funktionellen Gruppen, aber sie sind an einem anderen Ort in jedem Molekül.

Ketten- oder Skelett-Isomere

Sie zeichnen sich durch die Verteilung der Kohlenstoffsubstituenten in der Verbindung aus, dh durch ihre lineare oder verzweigte Verteilung.

Isomere der funktionellen Gruppen 

Auch funktionelle Isomere genannt, bestehen sie aus den gleichen Atomen, die aber in jedem Molekül unterschiedliche funktionelle Gruppen bilden.

Tautomería

Es gibt eine aussergewöhnliche Art von Isomerie, die Tautomería genannt wird, in der eine Umwandlung von einer Substanz in eine andere stattfindet, die im Allgemeinen durch den Transfer eines Atoms zwischen den Isomeren gegeben ist, was zu einem Gleichgewicht zwischen diesen Spezies führt.

Stereoisomere (räumliche Isomere)

Es heißt auf diese Weise zu den Substanzen, die genau die gleiche molekulare Formel haben und deren Atome in der gleichen Reihenfolge angeordnet sind, deren Ausrichtung im Raum jedoch unterschiedlich ist. Um ihre korrekte Visualisierung sicherzustellen, müssen sie deshalb dreidimensional dargestellt werden.

Im Allgemeinen gibt es zwei Klassen von Stereoisomeren: geometrische Isomere und optische Isomere.

Geometrische Isomere

Sie werden gebildet, indem eine chemische Bindung in der Verbindung aufgebrochen wird. Diese Moleküle sind in Paaren dargestellt, die sich in ihren chemischen Eigenschaften unterscheiden. Um sie zu unterscheiden, wurden die Begriffe cis (spezifische Substituenten in benachbarten Positionen) und trans (spezifische Substituenten in entgegengesetzten Positionen ihrer Strukturformel) festgelegt.

In diesem Fall fallen die Diastereomere auf, die unterschiedliche Konfigurationen haben und nicht mit ihren eigenen Eigenschaften überdeckbar sind. Auch gefunden werden die Konformationsisomere, die durch die Rotation eines Substituenten um eine chemische Bindung herum gebildet werden.

Optische Isomere

Sie sind diejenigen, die Spiegelbilder darstellen, die sich nicht überschneiden können; das heißt, wenn das Bild eines Isomers auf das Bild des anderen gelegt wird, stimmt die Lage seiner Atome nicht genau überein. Sie haben jedoch die gleichen Eigenschaften, unterscheiden sich aber durch ihre Wechselwirkung mit polarisiertem Licht.

In dieser Gruppe fallen die Enantiomere auf, die entsprechend ihrer molekularen Anordnung die Polarisation des Lichts erzeugen und als rechtsdrehend (wenn die Polarisation des Lichts in der richtigen Richtung der Ebene liegt) oder linksdrehend (wenn die Polarisation in der linken Richtung ist) unterschieden werden. des Flugzeugs).

Wenn die gleiche Menge an beiden Enantiomeren (d und l) vorliegt, ist die Netto- oder resultierende Polarisation Null, was als racemische Mischung bekannt ist.

Beispiele für Isomere

Erstes Beispiel

Das erste vorgestellte Beispiel ist das der Strukturpositionsisomere, in denen zwei Strukturen die gleiche Summenformel (C3H8O) aber dessen Substituent -OH Es befindet sich in zwei verschiedenen Positionen und bildet 1-Propanol (I) und 2-Propanol (II).

Zweites Beispiel

In diesem zweiten Beispiel werden zwei Strukturketten- oder Skelett-Isomere beobachtet; beide haben die gleiche Formel (C4H10O) und der gleiche Substituent (OH), aber das Isomer auf der linken Seite ist geradkettig (1-Butanol), während das auf der rechten Seite eine verzweigte Struktur (2-Methyl-2-Propanol) hat.

Drittes Beispiel

Zwei Strukturisomere der funktionellen Gruppe sind ebenfalls unten gezeigt, wobei beide Moleküle genau die gleichen Atome aufweisen (mit der Summenformel C).2H6O) aber seine Anordnung ist anders, was zu einem Alkohol und einem Äther führt, dessen physikalische und chemische Eigenschaften sich von einer funktionellen Gruppe zur anderen stark unterscheiden.

Viertes Beispiel

Ein Beispiel für die Tautomerie ist das Gleichgewicht zwischen einigen Strukturen mit funktionellen Gruppen C = O (Ketone) und OH (Alkohole), auch keto-enolische Balance genannt.

Fünftes Beispiel

Als nächstes werden zwei geometrische cis- und trans-Isomere vorgestellt, wobei zu beobachten ist, dass das linke das cis-Isomer ist, das in seiner Nomenklatur mit dem Buchstaben Z bezeichnet wird, und das rechte trans-Isomer, das durch den Buchstaben bezeichnet wird E.

Sechstes Beispiel

Nun werden zwei Diastereomere gezeigt, in denen die Ähnlichkeiten in ihren Strukturen festgestellt werden, aber es kann gesehen werden, dass diese nicht überlappen können.

Siebentes Beispiel

Schließlich werden zwei Kohlenhydratstrukturen beobachtet, die optische Isomere, die als Enantiomere bezeichnet werden. Der linke ist rechtsdrehend, weil er die Ebene des Lichts nach rechts polarisiert. Auf der anderen Seite ist die rechte Seite linksdrehend, weil sie die Lichtebene nach links polarisiert.

Referenzen

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