Αυτή τη στιγμή έχετε δει πιθανώς μερικούς χημικούς τύπους και κάποιο είδος αναπαράστασης των σχετικών μοριακών δομών. Για παράδειγμα, το απλό μόριο διοξείδιο του άνθρακα, ή CO2, μπορεί να αναπαρασταθεί ως άτομο άνθρακα συνδεδεμένο με δύο άτομα οξυγόνου με συνδέσεις που ονομάζονται διπλοί δεσμοί: O = C = O.
Το διοξείδιο του άνθρακα, όπως πολλές ενώσεις στη φύση, έρχεται σε μία μόνο μορφή ή σχήμα. Δηλαδή, δεδομένου ενός μοριακού τύπου όπως το C3Η3Ο3, θα μπορούσατε να το συσχετίσετε με μια μοναδική τρισδιάστατη δομή, αυτή της σημαντικής μεταβολικής ένωσης πυροσταφυλικό.
Ωστόσο, ορισμένοι τύποι δημιουργούν περισσότερες από μία χωρικές διευθετήσεις. Ενώσεις με τον ίδιο μοριακό τύπο αλλά διαφορετικά σχήματα ονομάζονται ισομερή, και επειδή αυτά είναι τόσο άφθονα στον κόσμο του υδρογονάνθρακες, μαθαίνοντας να προβλέψουμε πόσα ισομερή ένα είδος μορίου ονομάζεται αλκανίου μπορεί να έχει ένα εξαιρετικό μέρος για να μάθετε για αυτές τις δύσκολες ενώσεις.
Τι είναι τα ισομερή;
Τα ισομερή διατίθενται σε δύο βασικούς τύπους.
Στερεοϊσομερή είναι ισομερή που διαφέρουν στις χωρικές τους διευθετήσεις αλλά έχουν τους δεσμούς τους στα ίδια σημεία.Εάν αυτό ακούγεται σαν αντίφαση, φανταστείτε μόρια που είναι καθρέφτες εικόνες. Αυτά δεν μπορούν να τοποθετηθούν απευθείας πάνω στο άλλο, οπότε είναι διαφορετικά, αλλά οι δεσμοί μεταξύ των αντίστοιχων ατόμων τους βρίσκονται σε αντίστοιχα μέρη. Ένα παράδειγμα είναι οι δύο μορφές του αμινοξέος αλανίνη. Αυτά ονομάζονται D-alanine και L-alanine, που σημαίνει χαλαρά «δεξιά» και «αριστερά».
Δομικά ισομερή είναι ισομερή στα οποία η αλληλουχία σύνδεσης των ατόμων είναι διαφορετική. Σε αντίθεση με την περίπτωση των στερεοϊσομερών, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε εντελώς διαφορετικές ενώσεις (όπως με βουτάνιο και 2-μεθυλοπροπάνιο, και οι δύο έχουν τον τύπο Γ4Η10) ή σε στενά συγγενικά είδη (όπως πολύ μεγάλα αλκάνια με μικρά κλαδια δεντρου).
Ισομερή διακλάδωσης είναι ένα είδος δομικού ισομερούς που βρίσκεται σε οργανικά μόρια (δηλαδή, εκείνα που περιέχουν άνθρακα). Ο άνθρακας μπορεί να δεσμευτεί με άλλα άτομα άνθρακα εκτός από τη σύνδεση με άτομα υδρογόνου, οπότε μια φορά μια «αλυσίδα» άνθρακα συνορεύει με ένα άτομο υδρογόνου η αλυσίδα μεγαλώνει αρκετά ώστε τα άτομα να κινούνται πιο ελεύθερα στο διάστημα, δευτερεύουσες αλυσίδες άνθρακα μπορεί να εμφανίζονται σε ένα ή περισσότερα σημεία από ένα τέλος. Όπως θα περίμενε κανείς, αυτό επηρεάζει σημαντικά τη χημική συμπεριφορά αυτών των μορίων.
Τι είναι τα Αλκάνια;
Αλκάνια είναι ενώσεις που περιέχουν μόνο άτομα άνθρακα και υδρογόνου ενωμένα σε απλούς δεσμούς. Δεδομένου ότι κάθε άτομο άνθρακα μπορεί να σχηματίσει τέσσερις δεσμούς, η πόρτα είναι ανοιχτή σε πληθώρα ισομερών σε αυτήν την κατηγορία οργανικών ενώσεων, που βρίσκονται σε αφθονία σε ορυκτά καύσιμα.
Το απλούστερο αλκάνιο είναι το μεθάνιο (CH4ακολουθούμενο από αιθάνιο (C2Η6) και προπάνιο (C3Η8). Στην πραγματικότητα, ο τύπος για όλα τα αλκάνια είναι CνΗ2n + 2.
Έχετε ήδη δει αυτό το βουτάνιο (Γ4Η10) έχει ένα ισομερές, 2-μεθυλοπεντάνιο. Αυτά είναι τα μόνα δύο ισομερή αυτού του μορίου. ντο5Η10, από την άλλη πλευρά, έχει τρία ισομερή, ενώ το C6Η14 έχει εννέα. Δεν υπάρχει "αριθμός τύπων ισομερών αλυσίδας" για αλκάνια και ο αριθμός αυξάνεται γρήγορα επαχθής (για παράδειγμα, δεκάνιο ή C10Η22, έχει ένα επιβλητικό 75 ισομερή). Αντ 'αυτού, θα πρέπει να είστε σε θέση να κατασκευάσετε μερικά από αυτά με δεδομένη φόρμουλα αλκανίου.
Υπολογιστής τύπου συνδυασμού ισομερών
Για παράδειγμα ενός προγράμματος που λειτουργεί ως συνδυαστική γεννήτρια για ισομερή, ώστε να μπορείτε να δείτε την αντίστοιχη φυσική τους δομή στο διάστημα, δείτε τους πόρους
Σημειώστε ότι εάν προσπαθήσετε να εισαγάγετε έναν τύπο για τον οποίο δεν υπάρχει ισομερές, το πρόγραμμα επιστρέφει γρήγορα ένα μηδενικό αποτέλεσμα. Ίσως θελήσετε να πειραματιστείτε με τη σχεδίαση ορισμένων από αυτές τις προοπτικές ενώσεις για να δείτε γιατί είναι αδύνατο να δημιουργηθούν, δεδομένων των βασικών αρχών χημικής σύνδεσης.