Izomery vs rezonance | Rezonanční struktury vs izomery Konstituční izomery, stereoizomery, enantiomery, diastereomery
Molekula nebo iont se stejným molekulárním vzorcem mohou existovat různými způsoby v závislosti na pořadí vazeb, rozdílech distribuce náboje, způsobu, jakým se uspořádají v prostoru atd.
Izomery
Izomery jsou různé sloučeniny se stejným molekulárním vzorcem. Existují různé typy izomerů. Izomery lze rozdělit hlavně do dvou skupin na konstituční izomery a stereoizomery. Konstituční izomery jsou izomery, kde se vazba atomů liší v molekulách. Butan je nejjednodušší alkan, který vykazuje konstituční izomerismus. Butan má dva konstituční izomery, samotný butan a isobuten.
CH 3 CH 2 CH 2 CH 3
Butan-isobutan / 2-methylpropan
Ve stereoizomerech jsou atomy spojeny ve stejné sekvenci, na rozdíl od konstitučních izomerů. Stereoizomery se liší pouze uspořádáním svých atomů v prostoru. Stereoizomery mohou být dvou typů, enantiomerů a diastereomerů. Diastereomery jsou stereoizomery, jejichž molekuly nejsou navzájem zrcadlovými obrazy. Cis trans izomery 1,2-dichlorethenu jsou diastereomery. Enantiomery jsou stereoizomery, jejichž molekuly jsou navzájem nepřekonatelnými zrcadlovými obrazy. Enantiomery se vyskytují pouze u chirálních molekul. Chirální molekula je definována jako ta, která není totožná se svým zrcadlovým obrazem. Chirální molekula a její zrcadlový obraz jsou tedy navzájem enantiomery. Například molekula 2-butanolu je chirální a ona a její zrcadlové obrazy jsou enantiomery.
Rezonance
Při psaní Lewisových struktur zobrazujeme pouze valenční elektrony. Tím, že atomy sdílejí nebo přenášejí elektrony, se snažíme dát každému atomu elektronickou konfiguraci ušlechtilého plynu. Při tomto pokusu však můžeme elektronům uložit umělé místo. Ve výsledku lze pro mnoho molekul a iontů napsat více než jednu ekvivalentní Lewisovu strukturu. Struktury zapsané změnou polohy elektronů jsou známé jako rezonanční struktury. Jedná se o struktury, které existují pouze teoreticky. Rezonanční struktura uvádí dvě skutečnosti o rezonančních strukturách.
- Žádná z rezonančních struktur nebude správným vyjádřením skutečné molekuly; žádný nebude úplně připomínat chemické a fyzikální vlastnosti skutečné molekuly.
- Skutečná molekula nebo iont bude nejlépe reprezentován hybridem všech rezonančních struktur.
Rezonanční struktury jsou zobrazeny šipkou ↔. Následují rezonanční struktury uhličitanového iontu (CO 3 2-).
Rentgenové studie ukázaly, že skutečná molekula je mezi těmito rezonancemi. Podle studií jsou všechny vazby uhlík-kyslík v uhličitanovém iontu stejně dlouhé. Podle výše uvedených struktur však vidíme, že jedna je dvojná vazba a dvě jsou jednoduché vazby. Pokud se tedy tyto rezonanční struktury vyskytují samostatně, v ideálním případě by v iontu měly existovat různé délky vazeb. Stejné délky vazeb naznačují, že žádná z těchto struktur ve skutečnosti ve skutečnosti není, spíše existuje hybrid této struktury.
Jaký je rozdíl mezi izomery a rezonancí?
• U izomerů se může atomové uspořádání nebo prostorové uspořádání molekuly lišit. Ale v rezonančních strukturách se tyto faktory nemění. Spíše mají pouze změnu polohy elektronu.
• Izomery jsou přirozeně přítomny, ale rezonanční struktury ve skutečnosti neexistují. Jsou to hypotetické struktury, které jsou omezeny pouze na teorii.
