ISOMERIE: TYPEN UND BEISPIELE VON ISOMEREN - KÖRPERLICH - 2025

Die Isomerie bezieht sich auf die Existenz von zwei oder mehr Substanzen mit der gleichen Molekülformel, deren Struktur jedoch in jeder der Verbindungen unterschiedlich ist. In diesen Substanzen, die als Isomere bekannt sind, sind alle Elemente im gleichen Verhältnis vorhanden, bilden jedoch eine Struktur der Atome, die in jedem Molekül unterschiedlich ist.

Das Wort Isomer kommt vom griechischen Wort isomerès, was "gleiche Teile" bedeutet. Im Gegensatz zu dem, was angenommen werden kann und obwohl sie dieselben Atome enthalten, können Isomere in Abhängigkeit von den in ihrer Struktur vorhandenen funktionellen Gruppen ähnliche Eigenschaften aufweisen oder nicht.

Es sind zwei Hauptklassen der Isomerie bekannt: konstitutionelle (oder strukturelle) Isomerie und Stereoisomerie (oder räumliche Isomerie). Isomerie tritt sowohl in organischen Substanzen (unter anderem Alkoholen, Ketonen ua) als auch in anorganischen Substanzen (Koordinationsverbindungen) auf.

Manchmal erscheinen sie spontan; In diesen Fällen sind die Isomere eines Moleküls stabil und treten unter Standardbedingungen (25 ° C, 1 atm) auf, was zum Zeitpunkt seiner Entdeckung ein sehr wichtiger Fortschritt auf dem Gebiet der Chemie war.

Arten von Isomeren

Wie oben erwähnt, gibt es zwei Arten von Isomeren, die sich durch die Reihenfolge ihrer Atome unterscheiden. Die Arten von Isomeren sind wie folgt:

Konstitutionelle (strukturelle) Isomere

Sie sind jene Verbindungen, die dieselben Atome und funktionellen Gruppen haben, aber in einer anderen Reihenfolge angeordnet sind; Das heißt, die Bindungen, aus denen ihre Strukturen bestehen, sind in jeder Verbindung unterschiedlich angeordnet.

Sie werden in drei Typen unterteilt: Positionsisomere, Ketten- oder Grundgerüstisomere und funktionelle Gruppenisomere, die manchmal als funktionelle Isomere bezeichnet werden.

Positionsisomere

Sie haben die gleichen funktionellen Gruppen, aber diese befinden sich in jedem Molekül an einer anderen Stelle.

Ketten- oder Skelettisomere

Sie zeichnen sich durch die Verteilung der Kohlenstoffsubstituenten in der Verbindung aus, dh durch ihre lineare oder verzweigte Verteilung.

Funktionelle Gruppenisomere

Es gibt eine außergewöhnliche Klasse von Isomeren, die als Tautomerie bezeichnet wird und bei der eine Substanz in eine andere umgewandelt wird, die im Allgemeinen durch die Übertragung eines Atoms zwischen den Isomeren erfolgt und ein Gleichgewicht zwischen diesen Spezies verursacht.

Stereoisomere (Raumisomere)

Dies ist der Name für Substanzen, die genau die gleiche Molekülformel haben und deren Atome in der gleichen Reihenfolge angeordnet sind, deren Ausrichtung im Raum sich jedoch voneinander unterscheidet. Um ihre korrekte Visualisierung sicherzustellen, müssen sie daher dreidimensional dargestellt werden.

Im Allgemeinen gibt es zwei Klassen von Stereoisomeren: die geometrischen Isomere und die optischen Isomere.

Geometrische Isomere

Sie entstehen durch Aufbrechen einer chemischen Bindung in der Verbindung. Diese Moleküle werden paarweise dargestellt, die sich in ihren chemischen Eigenschaften unterscheiden. Um sie zu unterscheiden, wurden die Begriffe cis (spezifische Substituenten an benachbarten Positionen) und trans (spezifische Substituenten an entgegengesetzten Positionen ihrer Strukturformel) festgelegt.

In diesem Fall zeichnen sich die Diastereomeren durch unterschiedliche Konfigurationen aus und können nicht miteinander überlagert werden, da jedes seine eigenen Eigenschaften aufweist. Es gibt auch Konformationsisomere, die durch Rotation eines Substituenten um eine chemische Bindung gebildet werden.

Optische Isomere

Sie sind solche, die Spiegelbilder darstellen, die nicht überlagert werden können; Das heißt, wenn das Bild eines Isomers auf das Bild des anderen gelegt wird, stimmt die Position seiner Atome nicht genau überein. Sie haben jedoch die gleichen Eigenschaften, unterscheiden sich jedoch durch ihre Wechselwirkung mit polarisiertem Licht.

In dieser Gruppe fallen die Enantiomere auf, die die Polarisation des Lichts entsprechend ihrer molekularen Anordnung erzeugen und als rechtsdrehend (wenn die Polarisation des Lichts in der rechten Richtung der Ebene liegt) oder linkshändig (wenn die Polarisation in der linken Richtung ist) unterschieden werden des Flugzeugs).

Wenn die gleiche Menge beider Enantiomere (Dyl) vorhanden ist, ist das Netto oder die resultierende Polarisation Null, was als racemisches Gemisch bekannt ist.

Beispiele für Isomere

Erstes Beispiel

Das erste vorgestellte Beispiel ist das von strukturellen Positionsisomeren, bei denen es zwei Strukturen mit derselben Molekülformel (C ₃ H ₈ O) gibt, deren -OH-Substituent sich jedoch in zwei verschiedenen Positionen befindet und 1-Propanol bildet (I) und 2-Propanol (II).

Zweites Beispiel

In diesem zweiten Beispiel werden zwei Strukturketten- oder Gerüstisomere beobachtet; beide haben die gleiche Formel (C ₄ H ₁₀ O) und den gleichen Substituenten (OH), aber das Isomer links ist geradkettig (1-Butanol), während das rechts eine verzweigte Struktur (2-Methyl-2) hat -Propanol).

Drittes Beispiel

Zwei strukturelle funktionelle Gruppenisomere sind ebenfalls unten gezeigt, wobei beide Moleküle genau die gleichen Atome haben (mit der Summenformel C ₂ H ₆ O), aber ihre Anordnung unterschiedlich ist, was zu einem Alkohol und einem Ether führt, deren physikalische und chemische Eigenschaften Sie variieren stark von einer funktionellen Gruppe zur anderen.

Viertes Beispiel

Ein Beispiel für Tautomerie ist auch das Gleichgewicht zwischen einigen Strukturen mit funktionellen Gruppen C = O (Ketone) und OH (Alkohole), auch Keto-Enol-Gleichgewicht genannt.

Fünftes Beispiel

Als nächstes werden zwei geometrische Isomere cis- und trans- vorgestellt, wobei zu beachten ist, dass das linke das cis-Isomer ist, das in seiner Nomenklatur mit dem Buchstaben Z bezeichnet ist, und das rechte das trans-Isomer ist, das mit dem Buchstaben bezeichnet wird UND.

Sechstes Beispiel

Nun werden zwei Diastereomere gezeigt, bei denen die Ähnlichkeiten in ihren Strukturen festgestellt werden, aber es ist ersichtlich, dass sie sich nicht überlappen können.

Siebtes Beispiel

Schließlich werden zwei Kohlenhydratstrukturen beobachtet, die optische Isomere sind, die Enantiomere genannt werden. Die linke ist rechtshändig, da sie die Lichtebene nach rechts polarisiert. Auf der anderen Seite ist die rechte Linkshänderin, weil sie die Lichtebene nach links polarisiert.

Verweise

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