Para este momento, probablemente haya visto algunas fórmulas químicas y algún tipo de representación de las estructuras moleculares asociadas. Por ejemplo, la molécula simple de dióxido de carbono, o CO2, se puede representar como un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno mediante uniones llamadas dobles enlaces: O = C = O.
El dióxido de carbono, como muchos compuestos en la naturaleza, se presenta en una sola forma o forma. Es decir, dada una fórmula molecular como C3H3O3, podría asociarlo con una estructura tridimensional única, la del importante compuesto metabólico piruvato.
Sin embargo, algunas fórmulas dan lugar a más de una disposición espacial. Los compuestos con la misma fórmula molecular pero diferentes formas se denominan isómeros, y debido a que estos son tan abundantes en el mundo de hidrocarburos, aprender a predecir cuántos isómeros una clase de molécula llamada alcano can have es un gran lugar para aprender sobre estos complejos compuestos.
¿Qué son los isómeros?
Los isómeros vienen en dos tipos básicos.
Estereoisómeros son isómeros que difieren en sus arreglos espaciales pero tienen sus enlaces en los mismos lugares.Si esto suena a contradicción, imagine moléculas que son imágenes especulares; estos no pueden superponerse directamente entre sí, por lo que son diferentes, sin embargo, los enlaces entre sus respectivos átomos están en los lugares correspondientes. Un ejemplo son las dos formas del aminoácido. Alanina. Estos se llaman D-alanina y L-alanina, que significan vagamente "derecha" e "izquierda".
Isómeros estructurales son isómeros en los que la secuencia de enlace de los átomos es diferente. A diferencia del caso de los estereoisómeros, esto puede resultar en compuestos completamente diferentes (como con butano y 2-metilpropano, los cuales tienen la fórmula C4H10) o en especies estrechamente relacionadas (como alcanos muy grandes con pequeñas sucursales).
Isómeros de rama son un tipo de isómero estructural que se encuentra en moléculas orgánicas (es decir, aquellas que contienen carbono). El carbono puede unirse a otros átomos de carbono además de unirse a los átomos de hidrógeno, por lo que una vez que una "cadena" de carbono está bordeada por un átomo de hidrógeno La cadena crece lo suficiente como para que los átomos se muevan más libremente en el espacio, las cadenas de carbono secundarias pueden aparecer en uno o más puntos de uno. final. Como era de esperar, esto afecta significativamente el comportamiento químico de estas moléculas.
¿Qué son los alcanos?
Alcanos son compuestos que contienen solo átomos de carbono e hidrógeno unidos en enlaces simples. Dado que cada átomo de carbono puede formar cuatro enlaces, la puerta está abierta a una gran cantidad de isómeros dentro de esta clase de compuestos orgánicos, que se encuentran en abundancia en los combustibles fósiles.
El alcano más simple es el metano (CH4), seguido de etano (C2H6) y propano (C3H8). De hecho, la fórmula para todos los alcanos es CnorteH2n + 2.
Ya has visto que el butano (C4H10) tiene un isómero, 2-metilpentano. Estos son los dos únicos isómeros de esta molécula. C5H10, por otro lado, tiene tres isómeros, mientras que C6H14 tiene nueve. No existe una "fórmula de número de isómeros de cadena" para los alcanos, y el número se vuelve engorroso rápidamente (por ejemplo, decano o C10H22, tiene la friolera de 75 isómeros). En cambio, debería poder construir algunos de ellos dada una fórmula de alcano particular.
Calculadora de fórmulas de combinación de isómeros
Para ver un ejemplo de un programa que actúa como un generador de combinación de isómeros para que pueda ver su estructura física respectiva en el espacio, consulte Recursos.
Tenga en cuenta que si intenta ingresar una fórmula para la que no hay isómero, el programa devuelve rápidamente un resultado nulo. Es posible que desee experimentar con el dibujo de algunos de estos posibles compuestos para ver por qué son imposibles de generar, dados los principios básicos de enlace químico.