Ισομερή εναντίον συντονισμού | Δομές συντονισμού εναντίον ισομερών | Συνταγματικά Ισομερή, Στερεοϊσομερή, Εναντιομερή, Διαστερεομερή
Ένα μόριο ή ιόν που έχει τον ίδιο μοριακό τύπο μπορεί να υπάρχει με διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με τις σειρές δεσμών, τις διαφορές κατανομής φορτίου, τον τρόπο που διατάσσονται στο χώρο κ.λπ.
Ισομερή
Τα ισομερή είναι διαφορετικές ενώσεις με τον ίδιο μοριακό τύπο. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ισομερών. Τα ισομερή μπορούν να χωριστούν κυρίως σε δύο ομάδες ως συνταγματικά ισομερή και στερεοϊσομερή. Τα συνταγματικά ισομερή είναι ισομερή όπου η συνδεσιμότητα των ατόμων διαφέρει σε μόρια. Το βουτάνιο είναι το απλούστερο αλκάνιο που δείχνει συνταγματική ισομέρεια. Το βουτάνιο έχει δύο συνταγματικά ισομερή, το ίδιο το βουτάνιο και το ισοβουτένιο.
CH3CH2CH2CH3
Βουτάνιο Ισοβουτάνιο/ 2-μεθυλοπροπάνιο
Στα στερεοϊσομερή τα άτομα συνδέονται με την ίδια αλληλουχία, σε αντίθεση με τα συνταγματικά ισομερή. Τα στερεοϊσομερή διαφέρουν μόνο ως προς τη διάταξη των ατόμων τους στο διάστημα. Τα στερεοϊσομερή μπορούν να είναι δύο τύπων, εναντιομερή και διαστερεομερή. Τα διαστερεομερή είναι στερεοϊσομερή των οποίων τα μόρια δεν είναι κατοπτρικές εικόνες το ένα του άλλου. Τα cis trans ισομερή του 1,2-διχλωροαιθενίου είναι διαστερεομερή. Τα εναντιομερή είναι στερεοϊσομερή των οποίων τα μόρια είναι κατοπτρικά είδωλα που δεν υπερτίθενται μεταξύ τους. Τα εναντιομερή εμφανίζονται μόνο με χειρόμορφα μόρια. Ως χειρόμορφο μόριο ορίζεται αυτό που δεν είναι ταυτόσημο με την κατοπτρική του εικόνα. Επομένως, το χειρόμορφο μόριο και η κατοπτρική του εικόνα είναι εναντιομερή το ένα του άλλου. Για παράδειγμα, το μόριο 2-βουτανόλης είναι χειρόμορφο και αυτό και οι κατοπτρικές του εικόνες είναι εναντιομερή.
Αντήχηση
Όταν γράφουμε δομές Lewis, δείχνουμε μόνο ηλεκτρόνια σθένους. Έχοντας τα άτομα να μοιράζονται ή να μεταφέρουν ηλεκτρόνια, προσπαθούμε να δώσουμε σε κάθε άτομο την ηλεκτρονική διαμόρφωση ευγενούς αερίου. Ωστόσο, σε αυτή την προσπάθεια, μπορεί να επιβάλουμε μια τεχνητή θέση στα ηλεκτρόνια. Ως αποτέλεσμα, περισσότερες από μία ισοδύναμες δομές Lewis μπορούν να γραφτούν για πολλά μόρια και ιόντα. Οι δομές που γράφτηκαν αλλάζοντας τη θέση των ηλεκτρονίων είναι γνωστές ως δομές συντονισμού. Αυτές είναι δομές που υπάρχουν μόνο στη θεωρία. Η δομή συντονισμού δηλώνει δύο γεγονότα για τις δομές συντονισμού.
- Καμία από τις δομές συντονισμού δεν θα είναι η σωστή αναπαράσταση του πραγματικού μορίου. κανένα δεν θα μοιάζει εντελώς με τις χημικές και φυσικές ιδιότητες του πραγματικού μορίου.
- Το πραγματικό μόριο ή το ιόν θα αντιπροσωπεύεται καλύτερα από ένα υβρίδιο όλων των δομών συντονισμού.
Οι δομές συντονισμού φαίνονται με το βέλος ↔. Ακολουθούν οι δομές συντονισμού των ανθρακικών ιόντων (CO32-).
Μελέτες ακτίνων Χ έχουν δείξει ότι το πραγματικό μόριο βρίσκεται ανάμεσα σε αυτούς τους συντονισμούς. Σύμφωνα με τις μελέτες, όλοι οι δεσμοί άνθρακα-οξυγόνου είναι ίσου μήκους σε ανθρακικά ιόντα. Ωστόσο, σύμφωνα με τις παραπάνω δομές μπορούμε να δούμε ότι ένας είναι διπλός δεσμός και δύο είναι απλοί δεσμοί. Επομένως, εάν αυτές οι δομές συντονισμού εμφανίζονται χωριστά, ιδανικά θα πρέπει να υπάρχουν διαφορετικά μήκη δεσμού στο ιόν. Τα ίδια μήκη δεσμών υποδεικνύουν ότι καμία από αυτές τις δομές δεν υπάρχει στην πραγματικότητα στη φύση, μάλλον υπάρχει ένα υβρίδιο αυτού.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ισομερών και συντονισμού;
• Στα ισομερή, η ατομική διάταξη ή η χωρική διάταξη του μορίου μπορεί να διαφέρει. Αλλά στις δομές συντονισμού, αυτοί οι παράγοντες δεν αλλάζουν. Αντίθετα, έχουν μόνο αλλαγή στη θέση ενός ηλεκτρονίου.
• Τα ισομερή είναι φυσικά παρόντα, αλλά οι δομές συντονισμού δεν υπάρχουν στην πραγματικότητα. Είναι υποθετικές δομές, οι οποίες περιορίζονται μόνο στη θεωρία.
