الأيزومرية: أنواع وأمثلة للإيزومرات
تشير الايزومرية إلى وجود مادتين أو أكثر لها نفس الصيغة الجزيئية ، لكن تركيبها مختلف في كل من المركبات. في هذه المواد ، والمعروفة باسم الأيزومرات ، يتم تقديم جميع العناصر بنفس النسبة ، ولكنها تشكل هيكلاً للذرات المختلفة في كل جزيء.
الكلمة isomer تأتي من الكلمة اليونانية isomerès ، والتي تعني "أجزاء متساوية". على عكس ما يمكن افتراضه ، وعلى الرغم من احتوائه على نفس الذرات ، فإن الأيزومرات قد تكون أو لا تكون لها خصائص متشابهة تبعا للمجموعات الوظيفية الموجودة في بنيتها.
يُعرف نوعان رئيسيان من الايزومرية: الايزومرية الدستورية (أو الهيكلية) والتماثل الأوتوماتيكي (أو الايزومرية المكانية). يحدث الايزومرية في كل من المواد العضوية (الكحول ، الكيتونات ، وغيرها) وغير العضوية (مركبات التنسيق).
في بعض الأحيان تحدث بشكل عفوي. في هذه الحالات تكون ايزومرات الجزيء مستقرة وموجودة في الظروف القياسية (25 درجة مئوية ، 1 ذرة) ، والتي كانت تقدمًا مهمًا جدًا في مجال الكيمياء وقت اكتشافه.
أنواع الايزومرات
كما ذكر أعلاه ، يتم تقديم نوعين من الأيزومرات التي تختلف عن طريق ترتيب ذراتها. أنواع الأيزومرات هي كما يلي:
الأيزومرات الدستورية (الهيكلية)
هي تلك المركبات التي لها نفس الذرات والمجموعات الوظيفية ولكن مرتبة في ترتيب مختلف ؛ وهذا يعني أن الروابط التي تشكل بنياتها لها ترتيب مختلف في كل مركب.
وهي مقسمة إلى ثلاثة أنواع: أيزومرات الموضع ، أيزومرات السلسلة أو الهيكل العظمي وأيزومرات المجموعات الوظيفية ، التي تسمى أحيانًا الأيزومرات الوظيفية.
موقف الايزومرات
لديهم نفس المجموعات الوظيفية ، لكنهم في مكان مختلف في كل جزيء.
سلسلة أو الايزومرات الهيكل العظمي
تتميز بتوزيع بدائل الكربون في المجمع ، أي كيف يتم توزيعها خطياً أو متفرعة.
ايزومرات المجموعة الوظيفية
وتسمى أيضًا الأيزومرات الوظيفية ، وهي تتكون من نفس الذرات ، ولكن هذه المجموعات تشكل مجموعات وظيفية مختلفة في كل جزيء.
صنوانية
هناك نوع استثنائي من الأيزومريا يسمى tautomería ، حيث يوجد تحول بين مادة في أخرى ويعطى عمومًا عن طريق نقل الذرة بين الأيزومرات ، مما يؤدي إلى توازن بين هذه الأنواع.
ستيروزومرات (أيزومرات مكانية)
يطلق عليه بهذه الطريقة المواد التي لها نفس الصيغة الجزيئية بالضبط والتي يتم ترتيب ذراتها بنفس الترتيب ، ولكن اتجاهها في الفضاء يختلف بين الآخر والآخر. لذلك ، لضمان تصوُّرهم الصحيح ، يجب تمثيلهم بطريقة ثلاثية الأبعاد.
بعبارات عامة ، هناك فئتان من الاستريزومرات: الأيزومرات الهندسية والأيزومرات البصرية.
الأيزومرات الهندسية
يتم تشكيلها عن طريق كسر الرابطة الكيميائية في المجمع. يتم تقديم هذه الجزيئات في أزواج تختلف في خواصها الكيميائية ، لذلك لتمييزها ، تم تأسيس المصطلحات cis (بدائل محددة في المواضع المجاورة) و trans (بدائل محددة في مواضع متقاربة من الصيغة التركيبية).
في هذه الحالة ، تبرز diastereomers ، التي لها تكوينات مختلفة وغير قابلة للتركيب ، ولكل منها خصائصه الخاصة. وتوجد أيضًا الأيزومرات التوافقية ، التي تتشكل عن طريق دوران مادة بديلة حول رابطة كيميائية.
الأيزومرات البصرية
هي تلك التي تشكل صورًا متطابقة لا يمكن أن تتداخل ؛ أي إذا كانت صورة أيزومر موضوعة على صورة الآخر ، فلن يتطابق موضع ذراته تمامًا. ومع ذلك ، لديهم نفس الخصائص ، لكنهم مختلفون عن طريق تفاعلهم مع الضوء المستقطب.
في هذه المجموعة ، تبرز العوامل المتناهية الصغر ، التي تولد استقطاب الضوء وفقًا لترتيبها الجزيئي وتتميز بكونها dextrorotatory (إذا كان استقطاب الضوء في الاتجاه الصحيح للمستوى) أو مشتقًا (إذا كان الاستقطاب في الاتجاه الأيسر) من الطائرة).
عندما يكون هناك نفس القدر من كل من enantiomers (dyl) يكون الاستقطاب الصافي أو الناتج صفراً ، وهو ما يعرف بالمزيج العنصري.
أمثلة من الأيزومرات
المثال الأول
المثال الأول الذي تم تقديمه هو مثال أيزومرات الوضع الهيكلي ، حيث لدينا هيكلان لهما الصيغة الجزيئية نفسها (C 3 H 8 O) ولكن يوجد عنصر بديل له -OH في موقعين مختلفين ، مكونًا 1-بروبانول (1) و 2 - بروبانول (II).
المثال الثاني
في هذا المثال الثاني ، لوحظت اثنين من الايزومرات الهيكلية للسلسلة أو الهيكل العظمي ؛ كلاهما لهما نفس الصيغة (C 4 H 10 O) ونفس البديل (OH) ، لكن الأيزومر على اليسار هو سلسلة مستقيمة (1-بيوتانول) ، في حين أن الصيغة الموجودة على اليمين لها بنية متفرعة (2-ميثيل -2) بروبانول).
المثال الثالث
يظهر أيضًا نوعان من الأيزومرات الهيكلية للمجموعة الوظيفية ، حيث يكون لكل من الجزيئين نفس الذرات تمامًا (مع الصيغة الجزيئية C 2 H 6 O) لكن ترتيبها مختلف ، مما ينتج عنه كحول وإثير ، له خواصه الفيزيائية والكيميائية أنها تختلف بشكل كبير من مجموعة وظيفية إلى أخرى.
المثال الرابع
أيضا ، مثال على tautomería هو التوازن بين بعض الهياكل مع المجموعات الوظيفية C = O (الكيتونات) و OH (الكحول) ، وتسمى أيضا توازن كيتو - enolic.
المثال الخامس
بعد ذلك ، يتم تقديم اثنين من الأيزوميرات الهندسية والترانزستورات ، مع ملاحظة أن أحدها على اليسار هو الأيزومير cis ، والذي يرمز إليه بالحرف Z في تسميته ، والآخر على اليمين هو الأيزومر العابر E.
المثال السادس
الآن يتم عرض اثنين من diastereomers ، حيث لوحظت أوجه التشابه في هياكلها ولكن يمكن أن ينظر إليها على أنها لا يمكن أن تتداخل.
المثال السابع
أخيرًا ، لوحظ تراكيبان من الكربوهيدرات هما إيزومرات بصرية تُدعى إنانوميرس. واحد على اليسار هو dextrorotatory ، لأنه يستقطب الطائرة من الضوء إلى اليمين. من ناحية أخرى ، فإن الشخص الموجود على اليمين مفعم بالحيوية ، لأنه يستقطب مستوى الضوء إلى اليسار.
