По това време най-вероятно сте виждали няколко химически формули и някакво представяне на свързаните молекулни структури. Например простата молекула въглероден диоксид или CO2 може да бъде представена като въглероден атом, свързан с два кислородни атома чрез връзки, наречени двойни връзки: O = C = O.
Въглеродният диоксид, подобно на много съединения в природата, се предлага само в една форма или форма. Тоест, като се има предвид молекулярна формула като С3Н3О3, бихте могли да го свържете с уникална триизмерна структура, тази на важното метаболитно съединение пируват.
Някои формули обаче пораждат повече от една пространствена подредба. Съединения с една и съща молекулна формула, но различни форми се наричат изомери и тъй като те са толкова много в света на въглеводороди, научавайки се да предсказва колко изомера е вид молекула, наречена an алкан може да има е чудесно място да научите за тези сложни съединения.
Какво представляват изомерите?
Изомерите се предлагат в два основни типа. Стереоизомери
са изомери, които се различават по своите пространствени разположения, но имат връзките си на едни и същи места.Ако това звучи като противоречие, представете си молекули, които са огледални изображения; те не могат да се наслагват директно един върху друг, така че те са различни, но връзките между съответните им атоми са на съответните места. Пример са двете форми на аминокиселината аланин. Те се наричат D-аланин и L-аланин, което свободно означава "дясно" и "ляво".
Структурни изомери са изомери, при които последователността на свързване на атомите е различна. За разлика от случая със стереоизомери, това може да доведе до напълно различни съединения (както при бутан и 2-метилпропан, и двете от които имат формулата С4Н10) или в тясно свързани видове (като много големи алкани с малки клонове).
Разклонени изомери са вид структурен изомер, намиращ се в органични молекули (т.е. тези, които съдържат въглерод). Въглеродът може да се свърже с други въглеродни атоми в допълнение към свързването с водородните атоми, така че веднъж въглеродна "верига" граничи с водороден атом веригата расте достатъчно дълго, за да могат атомите да се движат по-свободно в пространството, вторичните въглеродни вериги могат да се появят в една или повече точки от една край. Както можете да очаквате, това значително влияе върху химичното поведение на тези молекули.
Какво представляват алканите?
Алкани са съединения, съдържащи само въглеродни и водородни атоми, съединени в единични връзки. Тъй като всеки въглероден атом може да образува четири връзки, вратата е отворена за изобилие от изомери в този клас органични съединения, открити в изобилие във фосилни горива.
Най-простият алкан е метанът (СН4), последвано от етан (С2Н6) и пропан (C3Н8). Всъщност формулата за всички алкани е СнН2n + 2.
Вече сте виждали този бутан (C4Н10) има изомер, 2-метилпентан. Това са единствените два изомера на тази молекула. ° С5Н10, от друга страна, има три изомера, докато C6Н14 има девет. Няма "формула на броя на верижните изомери" за алкани и броят им бързо става тромав (например декан или С10Н22, има огромен 75 изомера). Вместо това би трябвало да можете да изградите няколко от тях с дадена формула на алкан.
Калкулатор на комбинирани формули на изомери
За пример на програма, която действа като генератор на комбинации за изомери, така че да можете да видите съответната им физическа структура в пространството, вижте Ресурси.
Имайте предвид, че ако се опитате да въведете формула, за която няма изомер, програмата бързо връща нулев резултат. Може да искате да експериментирате с изчертаването на някои от тези потенциални съединения, за да разберете защо те са невъзможни за генериране, предвид основните принципи на химическо свързване.