Разлика между изомерите и резонанса

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 08:37

Изомери срещу резонанс | Резонансни структури срещу изомери | Конституционни изомери, стереоизомери, енантиомери, диастереомери

Молекула или йон с една и съща молекулна формула могат да съществуват по различни начини в зависимост от порядките на свързване, разликите в разпределението на заряда, начина, по който се подреждат в пространството и т.н.

Изомери

Изомерите са различни съединения с една и съща молекулна формула. Съществуват различни видове изомери. Изомерите могат да бъдат разделени главно на две групи като конституционни изомери и стереоизомери. Конституционните изомери са изомери, при които свързаността на атомите се различава в молекулите. Бутанът е най-простият алкан, който показва конституционна изомерия. Бутанът има два конституционни изомера, самият бутан и изобутен.

CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₃

Бутан Изобутан / 2-метилпропан

В стереоизомерите атомите са свързани в една и съща последователност, за разлика от конституционните изомери. Стереоизомерите се различават само по подреждането на техните атоми в пространството. Стереоизомерите могат да бъдат два вида, енантиомери и диастереомери. Диастереомерите са стереоизомери, чиито молекули не са огледални образи един на друг. Цис транс изомерите на 1,2-дихлороетен са диастереомери. Енантиомерите са стереоизомери, чиито молекули са несъвместими огледални изображения един на друг. Енантиомерите се срещат само с хирални молекули. Хиралната молекула се определя като такава, която не е идентична с огледалния си образ. Следователно хиралната молекула и нейният огледален образ са енантиомери един на друг. Например, молекулата на 2-бутанол е хирална и тя и нейните огледални изображения са енантиомери.

Резонанс

Когато пишем структури на Луис, ние показваме само валентни електрони. Като имаме атомите да споделят или прехвърлят електрони, ние се опитваме да дадем на всеки атом благородната газова електронна конфигурация. При този опит обаче можем да наложим изкуствено местоположение на електроните. В резултат на това могат да се напишат повече от една еквивалентна структура на Луис за много молекули и йони. Структурите, написани чрез промяна на положението на електроните, са известни като резонансни структури. Това са структури, които съществуват само на теория. Резонансната структура посочва два факта за резонансните структури.

• Нито една от резонансните структури няма да е правилното представяне на действителната молекула; никой няма да наподобява напълно химичните и физичните свойства на действителната молекула.
• Действителната молекула или йонът ще бъде най-добре представен от хибрид от всички резонансни структури.

Резонансните структури са показани със стрелката ↔. Следват резонансните структури на карбонатния йон (CO ₃ ^2-).

Рентгеновите изследвания показват, че действителната молекула е между тези резонанси. Според проучванията, всички въглерод-кислородни връзки са с еднаква дължина в карбонатните йони. Въпреки това, съгласно горните структури можем да видим, че една е двойна връзка, а две са единични връзки. Следователно, ако тези резонансни структури се появяват отделно, в идеалния случай трябва да има различни дължини на връзката в йона. Същите дължини на връзките показват, че никоя от тези структури всъщност не присъства в природата, а по-скоро съществува хибрид от това.

Каква е разликата между Изомери и Резонанс?

• В изомерите атомното или пространственото разположение на молекулата може да се различава. Но в резонансните структури тези фактори не се променят. По-скоро те имат само промяна в позицията на електрон.

• Изомерите присъстват естествено, но резонансните структури в действителност не съществуват. Те са хипотетични структури, които са ограничени само до теорията.