Περιεχόμενο
Η λέξη ισομερές προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις iso, δηλαδή «ίσες» και «meros», που σημαίνει «μέρος» ή «μερίδιο». Τα μέρη ενός ισομερούς είναι τα άτομα εντός της ένωσης. Ο κατάλογος όλων των τύπων και αριθμών ατόμων σε μια ένωση αποδίδει τον μοριακό τύπο. Παρουσιάζοντας τον τρόπο με τον οποίο τα άτομα συνδέονται μέσα σε μια ένωση δίνει τον δομικό τύπο. Χημικοί ονομάζονται ενώσεις που αποτελούνται από τον ίδιο μοριακό τύπο αλλά διαφορετικά ισομερή δομικού τύπου. Το σχέδιο ενός ισομερούς μιας ένωσης είναι η διαδικασία της αναδιάταξης των τόπων όπου τα άτομα συνδέονται σε μια δομή. Είναι παρόμοιο με την τοποθέτηση δομικών στοιχείων σε διαφορετικές ρυθμίσεις ακολουθώντας τους κανόνες.
Προσδιορίστε και μετρήστε όλα τα άτομα που πρόκειται να σχεδιαστούν στα ισομερή. Αυτό θα δώσει έναν μοριακό τύπο. Οποιαδήποτε ισομερή που θα ληφθούν θα περιέχει τον ίδιο αριθμό κάθε τύπου ατόμου που βρίσκεται στον αρχικό μοριακό τύπο της ένωσης. Ένα κοινό παράδειγμα ενός μοριακού τύπου είναι το C4H10, που σημαίνει ότι υπάρχουν τέσσερα άτομα άνθρακα και 10 άτομα υδρογόνου στην ένωση.
Ανατρέξτε σε έναν περιοδικό πίνακα στοιχείων για να καθορίσετε πόσους δεσμούς μπορεί να κάνει ένα άτομο ενός στοιχείου. Γενικά, κάθε στήλη μπορεί να κάνει έναν ορισμένο αριθμό ομολόγων. Τα στοιχεία στην πρώτη στήλη, όπως το Η, μπορούν να κάνουν έναν δεσμό. Στοιχεία στη δεύτερη στήλη μπορούν να κάνουν δύο δεσμούς. Η στήλη 13 μπορεί να κάνει τρεις δεσμούς. Η στήλη 14 μπορεί να κάνει τέσσερις δεσμούς. Η στήλη 15 μπορεί να κάνει τρεις δεσμούς. Η στήλη 16 μπορεί να κάνει δύο δεσμούς. Η στήλη 17 μπορεί να κάνει έναν δεσμό.
Σημειώστε πόσα δεσμοί μπορεί να κάνει κάθε είδος ατόμου στην ένωση. Κάθε άτομο σε ένα ισομερές πρέπει να κάνει τον ίδιο αριθμό δεσμών που έκανε σε άλλο ισομερές. Για παράδειγμα, για το C4H10, ο άνθρακας είναι στην 14η στήλη, έτσι θα κάνει τέσσερις δεσμούς, και το υδρογόνο είναι στην πρώτη στήλη, έτσι θα κάνει έναν δεσμό.
Πάρτε το στοιχείο που απαιτεί περισσότερους δεσμούς και να σχεδιάσετε μια ομοιόμορφα διαχωρισμένη σειρά αυτών των ατόμων. Στο παράδειγμα C4H10, ο άνθρακας είναι το στοιχείο που απαιτεί περισσότερους δεσμούς, οπότε η σειρά θα έχει απλώς το γράμμα C που επαναλαμβάνεται τέσσερις φορές.
Συνδέστε κάθε άτομο στη σειρά από αριστερά προς τα δεξιά με μία μόνο γραμμή. Το παράδειγμα C4H10 θα έχει μια σειρά που μοιάζει με C-C-C-C.
Αριθμός των ατόμων από αριστερά προς τα δεξιά. Αυτό θα διασφαλίσει ότι θα χρησιμοποιηθεί ο σωστός αριθμός ατόμων από τον μοριακό τύπο. Θα βοηθήσει επίσης στην αναγνώριση της δομής του ισομερούς. Το παράδειγμα C4H10 θα έχει το C στην αριστερή πλευρά με την ένδειξη 1. Το C ακριβώς δεξιά θα είναι 2. Το C ακριβώς δεξιά του 2 θα επισημανθεί ως 3 και το C στο άκρο δεξιά θα επισημανθεί ως 4.
Μετρήστε κάθε γραμμή μεταξύ των σχεδιαζόμενων ατόμων ως έναν δεσμό. Το παράδειγμα C4H10 θα έχει 3 δεσμούς στη δομή C-C-C-C.
Προσδιορίστε αν κάθε άτομο έχει κάνει τον μέγιστο αριθμό των ομολόγων σύμφωνα με τις σημειώσεις που γίνονται από τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων. Μετρήστε τον αριθμό των δεσμών που αντιπροσωπεύονται από τις γραμμές που συνδέουν κάθε ένα από τα άτομα στη σειρά. Το παράδειγμα C4H10 χρησιμοποιεί άνθρακα, το οποίο απαιτεί τέσσερις δεσμούς. Το πρώτο C έχει μια γραμμή που τον συνδέει με τη δεύτερη C, οπότε έχει έναν δεσμό. Το πρώτο C δεν έχει τον μέγιστο αριθμό ομολόγων. Το δεύτερο C έχει μια γραμμή που τον συνδέει με την πρώτη C και μια γραμμή που την συνδέει με την τρίτη C, έτσι έχει δύο δεσμούς. Η δεύτερη C δεν έχει ούτε τον μέγιστο αριθμό ομολόγων. Ο αριθμός των δεσμών πρέπει να μετριέται για κάθε άτομο για να αποτρέψετε τη χρήση εσφαλμένων ισομερών.
Αρχίστε να προσθέτετε τα άτομα του στοιχείου που απαιτούν τον επόμενο μικρότερο αριθμό δεσμών στην προηγουμένως δημιουργηθείσα σειρά συνδεδεμένων ατόμων. Κάθε άτομο θα πρέπει να συνδεθεί με ένα άλλο άτομο με μια γραμμή που μετράει ως ένας δεσμός. Στο παράδειγμα C4H10, το άτομο που απαιτεί τον επόμενο μικρό αριθμό δεσμών είναι υδρογόνο. Κάθε C στο παράδειγμα θα έχει ένα Η που έλκεται κοντά του με μια γραμμή που συνδέει το C και το Η. Αυτά τα άτομα μπορούν να τραβηχτούν πάνω, κάτω ή στην πλευρά του κάθε ατόμου στην προηγουμένως τραβηγμένη αλυσίδα.
Προσδιορίστε ξανά αν κάθε άτομο έχει κάνει τον μέγιστο αριθμό των ομολόγων σύμφωνα με τις σημειώσεις από τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων. Το παράδειγμα C4H10 θα έχει το πρώτο C συνδεδεμένο με το δεύτερο C και με το H. Η πρώτη C θα έχει δύο γραμμές και συνεπώς θα έχει μόνο δύο δεσμούς. Το δεύτερο C θα συνδεθεί με το πρώτο C και το τρίτο C και το H. Η δεύτερη C θα έχει τρεις γραμμές και συνεπώς τρεις δεσμούς. Η δεύτερη C δεν έχει τον μέγιστο αριθμό ομολόγων. Κάθε άτομο πρέπει να εξεταστεί χωριστά για να διαπιστωθεί αν έχει τον μέγιστο αριθμό δεσμών. Το υδρογόνο παράγει μόνο έναν δεσμό, έτσι ώστε κάθε άτομο Η που σχεδιάζεται με μία γραμμή που συνδέει με ένα άτομο C έχει τον μέγιστο αριθμό δεσμών.
Συνεχίστε να προσθέτετε άτομα στην αλυσίδα που έχει προηγουμένως τραβηχτεί μέχρις ότου κάθε άτομο έχει τον μέγιστο αριθμό επιτρεπόμενων δεσμών. Το παράδειγμα C4H10 θα έχει το πρώτο C συνδεδεμένο με τρία άτομα Η και το δεύτερο C. Το δεύτερο C θα συνδεθεί με το πρώτο C, το τρίτο C και δύο άτομα Η. Το τρίτο C θα συνδεθεί με το δεύτερο C, το τέταρτο C και δύο άτομα Η. Το τέταρτο C θα συνδεθεί με το τρίτο C και τρία άτομα Η.
Μετρήστε τον αριθμό κάθε τύπου ατόμου στο σχεδιαζόμενο ισομερές για να προσδιορίσετε εάν ταιριάζει με τον αρχικό μοριακό τύπο. Το παράδειγμα C4H10 θα έχει τέσσερα άτομα C στη σειρά και 10 άτομα Η που περιβάλλουν τη σειρά. Εάν ο αριθμός στον μοριακό τύπο συμφωνεί με τον αρχικό αριθμό και κάθε άτομο έχει κάνει τον μέγιστο αριθμό δεσμών, τότε το πρώτο ισομερές είναι πλήρες. Τα τέσσερα άτομα C σε μια σειρά προκαλούν αυτό το είδος ισομερούς να ονομάζεται ισομερές ευθείας αλυσίδας. Μια ευθεία αλυσίδα είναι ένα παράδειγμα ενός σχήματος ή δομής που μπορεί να πάρει ένα ισομερές.
Αρχίστε να σχεδιάζετε ένα δεύτερο ισομερές σε μια νέα θέση ακολουθώντας την ίδια διαδικασία με τα βήματα 1-6. Το δεύτερο ισομερές θα είναι ένα παράδειγμα διακλαδισμένης δομής αντί για ευθεία αλυσίδα.
Διαγράψτε το τελευταίο άτομο στη δεξιά πλευρά της αλυσίδας. Αυτό το άτομο θα συνδεθεί με ένα διαφορετικό άτομο από ότι στο προηγούμενο ισομερές. Το παράδειγμα C4H10 θα έχει τρία άτομα C στη σειρά.
Εντοπίστε το δεύτερο άτομο στη σειρά και σύρετε το τελευταίο άτομο που συνδέεται με αυτό. Αυτό θεωρείται κλάδος επειδή η δομή δεν αποτελεί πλέον ευθεία αλυσίδα. Το παράδειγμα C4H10 θα έχει το τέταρτο C που συνδέεται με το δεύτερο C αντί του τρίτου C.
Προσδιορίστε εάν κάθε άτομο έχει τον μέγιστο αριθμό ομολόγων σύμφωνα με τις σημειώσεις που γίνονται από τον περιοδικό πίνακα. Το παράδειγμα C4H10 θα είχε το πρώτο C συνδεδεμένο με το δεύτερο C με μία γραμμή, έτσι θα είχε μόνο έναν δεσμό. Το πρώτο C δεν έχει τον μέγιστο αριθμό ομολόγων. Το δεύτερο C θα συνδεθεί με το πρώτο C, το τρίτο C και το τέταρτο C, ώστε να έχουν τρεις δεσμούς. Η δεύτερη C δεν θα έχει τον μέγιστο αριθμό ομολόγων. Κάθε άτομο πρέπει να προσδιορίζεται ξεχωριστά για να διαπιστωθεί αν έχει τον μέγιστο αριθμό δεσμών.
Προσθέστε τα άτομα του στοιχείου που απαιτούν τον επόμενο μικρό αριθμό δεσμών με την ίδια διαδικασία όπως στα Βήματα 9-11. Το παράδειγμα C4H10 θα έχει το πρώτο C συνδεδεμένο με το δεύτερο C και τρία άτομα Η. Το δεύτερο C θα συνδεθεί με το πρώτο C, το τρίτο C, το τέταρτο C και ένα άτομο Η. Το τρίτο C θα συνδεθεί με το δεύτερο C και τρία άτομα Η. Το τέταρτο C θα συνδεθεί με το δεύτερο C και τρία άτομα Η.
Μετρήστε τους αριθμούς κάθε είδους ατόμου και των δεσμών. Εάν η ένωση περιέχει τον ίδιο αριθμό κάθε τύπου ατόμου με τον αρχικό μοριακό τύπο και κάθε άτομο έχει κάνει τον μέγιστο αριθμό δεσμών, το δεύτερο ισομερές είναι πλήρες. Το παράδειγμα C4H10 θα έχει δύο πλήρη ισομερή, μία ευθεία αλυσίδα και μια διακλαδισμένη δομή.
Επαναλάβετε τα βήματα 13-18 για να δημιουργήσετε νέα ισομερή επιλέγοντας διαφορετικές θέσεις σε άτομα κλάδων. Τα μήκη κλαδιών μπορούν επίσης να αλλάξουν από τον αριθμό των ατόμων που βρίσκονται στον κλάδο. Το παράδειγμα C4H10 έχει μόνο δύο ισομερή, επομένως θεωρείται πλήρες.