Biblioteka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:   Wirtualny Wszechświat > Biblioteka > Encyklopedia > Wybór haseł > Subskrypcja  




IZOMERIA CZĄSTECZKOWA
Właściwość związków (izomerów) o takim samym wzorze sumarycznym, wykazujących odmienne właściwości fizyczne i chemiczne. Różnica we właściwościach wynika z odmiennej budowy cząsteczki. Typowymi przykładami izomerów są: eter dimetylowy, CH3OCH3, prawie nieaktywny chemicznie gaz skraplający się w temperaturze -24°C, oraz alkohol etylowy, CH3CH2OH, ciecz o znacznej reaktywności i temperaturze wrzenia 78°C; oba związki mają wzór sumaryczny C2H6O.

Rozróżnia się izomery konstytucyjne i stereoizomery. Izomery konstytucyjne różnią się konstytucją, czyli sposobem wzajemnego połączenia atomów. Eter dimetylowy i etanol (rys. 1) są izomerami konstytucyjnymi. W eterze dimetylowym każdy atom węgla jest połączony z trzema atomami wodoru i jednym atomem tlenu; oba atomy węgla są więc równocenne. W alkoholu etylowym (etanolu) jeden z atomów węgla jest połączony z trzema atomami wodoru i z drugim atomem węgla, natomiast drugi atom węgla jest związany z pierwszym oraz z dwoma atomami wodoru i jednym atomem tlenu, który z kolei łączy się z pozostałym, szóstym atomem wodoru; atomy węgla są więc nierównocenne. Stereoizomery natomiast mają taką samą konstytucję (sposób połączenia atomów), lecz różnią się przestrzennym usytuowaniem atomów (konfiguracją).

Rys. 1. Izomery funkcyjne

Izomery konstytucyjne. Wśród izomerów konstytucyjnych rozróżnia się izomery funkcyjne, pozycyjne (regioizomery) oraz łańcuchowe.

Izomery funkcyjne (rys. 1) różnią się grupą funkcyjną, tzn. grupą (lub grupami) najbardziej odpowiedzialną za chemiczne właściwości cząsteczki. Na przykład, aldehyd propionowy, alkohol allilowy i tlenek propylenu mają taki sam wzór sumaryczny C3H6O, lecz pierwszy ma aldehydową grupę funkcyjną, drugi grupę funkcyjną, będącą połączeniem podwójnego wiązania i alkoholowej grupy hydroksylowej, trzeci zaś zawiera funkcyjną grupę epoksydową.

Rys. 2. Izomery pozycyjne

Izomery pozycyjne (rys. 2) mają takie same grupy funkcyjne, ale różnią się ich rozmieszczeniem wzdłuż łańcucha lub w pierścieniu. Bardzo podobne są izomery łańcuchowe, które także mają identyczną grupę (lub grupy) funkcyjną, ale różnią się kształtem łańcucha węglowego (rys. 3a); podobnie jest w izomerach pierścieniowych, różniących się rozmiarem jednego lub większej ilości pierścieni (rys. 3b). Izomery łańcuchowe i pierścieniowe są czasem łącznie nazywane izomerami szkieletowymi.

Rys. 3. Izomery szkieletowe: a) izomery łańcuchowe, b) izomery pierścieniowe

Stereoizomery. Są to związki, które mają nie tylko taki sam wzór sumaryczny, ale też identyczną konstytucję (sposób połączenia atomów), lecz różnią się rozmieszczeniem przestrzennym atomów. Stereoizomery dzielą się na dwa rodzaje: takie, które są wzajemnie swymi odbiciami lustrzanymi (nazywane enancjomerami) oraz takie, które nie są swymi odbiciami (nazywane diastereomerami lub diastereoizomerami).

Enancjomery są o tyle szczególne, że zawsze występują w parach. Cząsteczka może albo nakładać się na swoje odbicie lustrzane i tym samym nie mieć swego enancjomeru, albo też może nie nakładać się na swoje odbicie i mieć w tym przypadku tylko jeden enancjomer (ponieważ przedmiot może mieć tylko jedno odbicie lustrzane). Cząsteczki, które nie dają się nałożyć na swoje odbicie lustrzane, nazywa się chiralnymi, natomiast cząsteczki nakładalne - achiralnymi. Enancjomery mają znacznie bardziej zbliżone właściwości niż diastereoizomery lub jakakolwiek inna grupa izomerów. Odznaczają się więc identycznymi temperaturami topnienia i wrzenia, wartością energii swobodnej, właściwościami widmowymi, ugięciem promieniowania rentgenowskiego (mają identyczny rentgenogram dyfrakcyjny) itd. Różnią się jedynie znakiem kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji. Ich aktywność w reakcjach katalizowanych przez enzymy często wyraźnie się różni, np. w reakcję wchodzi tylko jeden z enancjomerów.

Diastereoizomery mają taką samą konstytucję, ale inne rozmieszczenie atomów w przestrzeni i ich cząsteczki nie stanowią wzajemnie odbicia lustrzanego. Do izomerów konstytucyjnych zbliża je to, że może być ich więcej niż dwa, a ich właściwości fizyczne, energetyczne i widmowe są na ogół różne. Zob. Aktywność optyczna; Analiza konformacyjna; Stereochemia; Tautomeria. [E.L.E.] (J.Rusz.)

[  góra strony  ]

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach