Isomerer vs resonans | Resonansstrukturer vs isomerer | Konstitusjonelle isomerer, stereoisomerer, enantiomerer, diastereomerer
Et molekyl eller ion med samme molekylformel kan eksistere på forskjellige måter, avhengig av bindingsordrene, ladningsfordelingsforskjellene, måten de ordner seg i rommet etc.
Isomerer
Isomerer er forskjellige forbindelser med samme molekylformel. Det finnes forskjellige typer isomerer. Isomerer kan hovedsakelig deles inn i to grupper som konstitusjonelle isomerer og stereoisomerer. Konstitusjonelle isomerer er isomerer der forbindelsen til atomer er forskjellig i molekyler. Butan er den enkleste alkanen som viser konstitusjonell isomerisme. Butan har to konstitusjonelle isomerer, butan selv og isobuten.
CH 3 CH 2 CH 2 CH 3
Butan-isobutan / 2-metylpropan
I stereoisomerer er atomer koblet i samme rekkefølge, i motsetning til konstitusjonelle isomerer. Stereoisomerer skiller seg bare ut i arrangementet av deres atomer i rommet. Stereoisomerer kan være av to typer, enantiomerer og diastereomerer. Diastereomerer er stereoisomerer hvis molekyler ikke er speilvendte bilder av hverandre. Cis-trans-isomerer av 1,2-dikloreten er diastereomerer. Enantiomerer er stereoisomerer hvis molekyler er ikke-overskuelige speilbilder av hverandre. Enantiomerer forekommer bare med chirale molekyler. Et kiralt molekyl er definert som et som ikke er identisk med speilbildet. Derfor er det chirale molekylet og dets speilbilde enantiomerer av hverandre. For eksempel er 2-butanol-molekylet chiralt, og det og dets speilbilder er enantiomerer.
Resonans
Når vi skriver Lewis-strukturer, viser vi bare valenselektroner. Ved å få atomene til å dele eller overføre elektroner, prøver vi å gi hvert atom edelgassens elektroniske konfigurasjon. Imidlertid kan vi på dette forsøket pålegge elektronene et kunstig sted. Som et resultat kan mer enn en ekvivalent Lewis-struktur skrives for mange molekyler og ioner. Strukturene skrevet ved å endre elektronenes posisjon er kjent som resonansstrukturer. Dette er strukturer som bare eksisterer i teorien. Resonansstrukturen angir to fakta om resonansstrukturene.
- Ingen av resonansstrukturene vil være den riktige representasjonen av det faktiske molekylet; ingen vil helt ligne de kjemiske og fysiske egenskapene til det faktiske molekylet.
- Det faktiske molekylet eller ionet vil være best representert av en hybrid av alle resonansstrukturene.
Resonansstrukturene vises med pilen ↔. Følgende er resonansstrukturene til karbonation (CO 3 2-).
Røntgenstudier har vist at det faktiske molekylet er i mellom disse resonansene. I følge studiene er alle karbon-oksygenbindinger like lange i karbonation. I henhold til strukturene ovenfor kan vi imidlertid se at en er en dobbeltbinding, og to er enkeltbindinger. Derfor, hvis disse resonansstrukturene forekommer hver for seg, bør det ideelt sett være forskjellige bindingslengder i ionet. De samme bindingslengdene indikerer at ingen av disse strukturene faktisk finnes i naturen, snarere en hybrid av dette eksisterer.
Hva er forskjellen mellom isomerer og resonans?
• I isomerer kan atomarrangement eller romlig oppstilling av molekylet variere. Men i resonansstrukturer endres ikke disse faktorene. Snarere har de bare en endring i posisjonen til et elektron.
• Isomerer er naturlig til stede, men resonansstrukturer eksisterer ikke i virkeligheten. De er hypotetiske strukturer, som bare er begrenset til teori.
