ISOMERISM: ประเภทและตัวอย่างของไอโซเมอร์ - กายภาพ

ไอโซเมอริซึมเกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แต่มีโครงสร้างที่แตกต่างกันในแต่ละสารประกอบ ในสารเหล่านี้เรียกว่าไอโซเมอร์องค์ประกอบทั้งหมดมีอยู่ในสัดส่วนเดียวกัน แต่สร้างโครงสร้างของอะตอมที่แตกต่างกันในแต่ละโมเลกุล

คำว่า isomer มาจากคำภาษากรีกisomerèsซึ่งแปลว่า "ส่วนเท่ากัน" ตรงกันข้ามกับสิ่งที่อาจสันนิษฐานได้และแม้จะมีอะตอมเดียวกัน แต่ไอโซเมอร์อาจมีลักษณะคล้ายคลึงกันหรือไม่ก็ได้ขึ้นอยู่กับกลุ่มฟังก์ชันที่มีอยู่ในโครงสร้างของมัน

เป็นที่รู้จักกันสองประเภทหลักของ isomerism: isomerism ตามรัฐธรรมนูญ (หรือโครงสร้าง) และ stereoisomerism (หรือ isomerism เชิงพื้นที่) Isomerism เกิดขึ้นได้ทั้งในสารอินทรีย์ (แอลกอฮอล์คีโตนและอื่น ๆ ) และสารอนินทรีย์ (สารประกอบประสานงาน)

บางครั้งก็ปรากฏขึ้นเองตามธรรมชาติ ในกรณีเหล่านี้ไอโซเมอร์ของโมเลกุลมีความเสถียรและเกิดขึ้นภายใต้สภาวะมาตรฐาน (25 ° C, 1 atm) ซึ่งเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญมากในสาขาเคมีในช่วงเวลาที่ค้นพบ

ประเภทของไอโซเมอร์

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วมีไอโซเมอร์สองประเภทที่แตกต่างกันตามลำดับของอะตอม ประเภทของไอโซเมอร์มีดังนี้:

ไอโซเมอร์ตามรัฐธรรมนูญ (โครงสร้าง)

เป็นสารประกอบที่มีอะตอมและหมู่ฟังก์ชันเหมือนกัน แต่เรียงลำดับต่างกัน นั่นคือพันธะที่ประกอบเป็นโครงสร้างมีการจัดเรียงที่แตกต่างกันในแต่ละสารประกอบ

ไอโซเมอร์แบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ ไอโซเมอร์แบบกำหนดตำแหน่ง, ไอโซเมอร์แบบโซ่หรือกระดูกสันหลังและไอโซเมอร์ของหมู่ฟังก์ชันซึ่งบางครั้งเรียกว่าไอโซเมอร์เชิงฟังก์ชัน

ตำแหน่งไอโซเมอร์

พวกมันมีหมู่ฟังก์ชันเหมือนกัน แต่จะพบในตำแหน่งที่ต่างกันในแต่ละโมเลกุล

ไอโซเมอร์แบบโซ่หรือโครงกระดูก

พวกเขามีความโดดเด่นด้วยการกระจายของสารทดแทนคาร์บอนในสารประกอบนั่นคือโดยวิธีการกระจายในลักษณะเชิงเส้นหรือแบบแยกส่วน

ไอโซเมอร์ของกลุ่มฟังก์ชัน

มีไอโซเมอร์ริซึมระดับพิเศษที่เรียกว่า tautomerism ซึ่งมีการแปลงสารหนึ่งไปเป็นสารอื่นโดยทั่วไปเกิดขึ้นจากการถ่ายโอนอะตอมระหว่างไอโซเมอร์ทำให้เกิดความสมดุลระหว่างสิ่งมีชีวิตเหล่านี้

Stereoisomers (ไอโซเมอร์อวกาศ)

นี่คือชื่อที่กำหนดให้กับสารที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันทุกประการและมีอะตอมที่เรียงลำดับเหมือนกัน แต่มีการวางแนวในอวกาศแตกต่างกัน ดังนั้นเพื่อให้แน่ใจว่าการแสดงภาพที่ถูกต้องจะต้องแสดงในรูปแบบสามมิติ

โดยทั่วไปแล้วสเตอริโอไอโซเมอร์มีสองคลาส ได้แก่ ไอโซเมอร์ทางเรขาคณิตและไอโซเมอร์แบบออปติคัล

ไอโซเมอร์ทางเรขาคณิต

เกิดจากการทำลายพันธะเคมีในสารประกอบ โมเลกุลเหล่านี้แสดงเป็นคู่ที่มีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างกันดังนั้นเพื่อสร้างความแตกต่างให้กับคำว่า cis (สารทดแทนเฉพาะในตำแหน่งที่อยู่ติดกัน) และทรานส์ (สารทดแทนเฉพาะในตำแหน่งตรงข้ามของสูตรโครงสร้าง)

ในกรณีนี้ไดแอสเตอรีโอเมอร์จะโดดเด่นโดยมีการกำหนดค่าที่แตกต่างกันและไม่สามารถซ้อนทับกันได้แต่ละตัวมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง นอกจากนี้ยังมีไอโซเมอร์ตามรูปแบบซึ่งเกิดจากการหมุนของสารทดแทนรอบพันธะเคมี

ไอโซเมอร์แสง

เป็นภาพสะท้อนที่ไม่สามารถซ้อนทับได้ นั่นคือถ้าภาพของไอโซเมอร์หนึ่งวางอยู่บนรูปภาพของอีกรูปหนึ่งตำแหน่งของอะตอมจะไม่ตรง อย่างไรก็ตามมีลักษณะเหมือนกัน แต่แตกต่างกันตามปฏิสัมพันธ์กับแสงโพลาไรซ์

ในกลุ่มนี้ enantiomers โดดเด่นซึ่งสร้างโพลาไรซ์ของแสงตามการจัดเรียงโมเลกุลและมีความโดดเด่นเป็น dextrorotatory (ถ้าโพลาไรซ์ของแสงอยู่ในทิศทางที่ถูกต้องของระนาบ) หรืออยู่ทางซ้าย (ถ้าโพลาไรซ์อยู่ในทิศทางซ้าย ของเครื่องบิน)

เมื่อมีทั้ง enantiomers (dyl) เท่ากันสุทธิหรือโพลาไรเซชันที่ได้จะเป็นศูนย์ซึ่งเรียกว่าส่วนผสมของ racemic

ตัวอย่างของไอโซเมอร์

ตัวอย่างแรก

ตัวอย่างแรกที่นำเสนอคือไอโซเมอร์ตำแหน่งโครงสร้างซึ่งมีสองโครงสร้างที่มีสูตรโมเลกุลเดียวกัน (C ₃ H ₈ O) แต่สารทดแทน -OH พบในสองตำแหน่งที่แตกต่างกันโดยสร้าง 1-propanol (I) และ 2-propanol (II)

ตัวอย่างที่สอง

ในตัวอย่างที่สองนี้จะสังเกตเห็นไอโซเมอร์ของโซ่โครงสร้างหรือโครงกระดูกสองตัว ทั้งสองมีสูตรเดียวกัน (C ₄ H ₁₀ O) และสารทดแทนเดียวกัน (OH) แต่ไอโซเมอร์ทางด้านซ้ายเป็นโซ่ตรง (1-butanol) ในขณะที่ทางด้านขวามีโครงสร้างที่แตกแขนง (2-methyl-2 -propanol)

ตัวอย่างที่สาม

ไอโซเมอร์ของกลุ่มฟังก์ชันโครงสร้างสองตัวแสดงอยู่ด้านล่างโดยที่โมเลกุลทั้งสองมีอะตอมเหมือนกันทุกประการ (ด้วยสูตรโมเลกุล C ₂ H ₆ O) แต่การจัดเรียงจะแตกต่างกันส่งผลให้แอลกอฮอล์และอีเธอร์มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี พวกมันแตกต่างกันอย่างมากจากกลุ่มฟังก์ชันหนึ่งไปยังอีกกลุ่มหนึ่ง

ตัวอย่างที่สี่

นอกจากนี้ตัวอย่างของ tautomerism คือความสมดุลระหว่างโครงสร้างบางส่วนที่มีหมู่ฟังก์ชัน C = O (คีโตน) และ OH (แอลกอฮอล์) หรือที่เรียกว่าสมดุลคีโต - เอโนลิก

ตัวอย่างที่ห้า

ต่อไปจะมีการนำเสนอไอโซเมอร์ทางเรขาคณิตสองตัว cis- และทรานส์โดยสังเกตว่าอันที่อยู่ทางซ้ายคือไอโซเมอร์ cis ซึ่งแสดงด้วยตัวอักษร Z ในระบบการตั้งชื่อและอันที่อยู่ทางขวาคือไอโซเมอร์ทรานส์ซึ่งแสดงด้วยตัวอักษร และ.

ตัวอย่างที่หก

ตอนนี้มีการแสดงไดแอสเทอรีโอเมอร์สองตัวซึ่งมีการสังเกตความคล้ายคลึงกันในโครงสร้าง แต่จะเห็นได้ว่าไม่สามารถทับซ้อนกันได้

ตัวอย่างที่เจ็ด

ในที่สุดมีการสังเกตโครงสร้างคาร์โบไฮเดรตสองแบบที่เป็นไอโซเมอร์แบบออปติคัลที่เรียกว่า enantiomers อันที่อยู่ทางซ้ายมือขวาเพราะมันปรับแนวระนาบแสงไปทางขวา ในทางกลับกันอันที่อยู่ทางขวาคือมือซ้ายเพราะมันปรับแนวระนาบของแสงไปทางซ้าย

อ้างอิง

isomers (2018) วิกิพีเดีย สืบค้นจาก en.wikipedia.org
ช้าง, อาร์. (9 เอ็ด) (2550). เคมี. México DF, México: กองบรรณาธิการ McGraw-Hill Interamericana
ชาร์, RK (2008). Stereochemistry - เล่ม 4 กู้คืนจาก books.google.co.ve
นอร์ท, ม. (2541). หลักการและการประยุกต์ใช้ Stereochemistry กู้คืนจาก books.google.co.th
พนักงาน, E. (nd). เคมีอินทรีย์ข้อเท็จจริงโดยย่อ: ศัพท์เฉพาะและไอโซเมอร์ริซึมในสารประกอบอินทรีย์ กู้คืนจาก books.google.co.th
Mittal, A. (2545). เคมีวัตถุประสงค์สำหรับการเข้าแสง กู้คืนจาก books.google.co.th

ISOMERISM: ประเภทและตัวอย่างของไอโซเมอร์ - กายภาพ - 2025