Do sada ste najvjerojatnije vidjeli nekoliko kemijskih formula i neku vrstu prikaza pridruženih molekularnih struktura. Na primjer, jednostavna molekula ugljični dioksid ili CO2 može se predstaviti kao atom ugljika spojen s dva atoma kisika spojevima zvanim dvostruke veze: O = C = O.
Ugljični dioksid, kao i mnogi spojevi u prirodi, dolazi u samo jednom obliku ili obliku. Odnosno, s obzirom na molekularnu formulu poput C3H3O3, mogli biste ga povezati s jedinstvenom trodimenzionalnom strukturom, onom važnog metaboličkog spoja piruvata.
Neke formule, međutim, daju više od jednog prostornog rasporeda. Spojevi s istom molekulskom formulom, ali različitih oblika, nazivaju se izomeri, i zato što ih je toliko mnogo u svijetu ugljikovodici, učeći predviđati koliko izomera je vrsta molekule koja se naziva an alkan može imati je izvrsno mjesto za učenje o tim nezgodnim spojevima.
Što su izomeri?
Izomeri postoje u dvije osnovne vrste. Stereoizomeri su izomeri koji se razlikuju u svojim prostornim rasporedima, ali veze imaju na istim mjestima.
Ako ovo zvuči kao kontradikcija, zamislite molekule koje su zrcalne slike; oni se ne mogu međusobno izravno nalagati, pa su različiti, ali veze između njihovih atoma nalaze se na odgovarajućim mjestima. Primjer su dva oblika aminokiseline alanin. Oni se nazivaju D-alanin i L-alanin, što slobodno znači "desno" i "lijevo".
Strukturni izomeri su izomeri u kojima je slijed veza atoma različit. Za razliku od slučaja sa stereoizomerima, to može rezultirati potpuno različitim spojevima (kao kod butan i 2-metilpropan, obojica imaju formulu C4H10) ili u usko srodnim vrstama (poput vrlo velikih alkana s malim grane).
Izomeri grana su vrsta strukturnih izomera koji se nalaze u organskim molekulama (tj. onima koje sadrže ugljik). Ugljik se uz vezanje na atome vodika može vezati i za druge atome ugljika, pa jednom ugljikov "lanac" omeđen atomom vodika lanac raste dovoljno dugo da se atomi mogu slobodnije kretati u svemiru, sekundarni lanci ugljika mogu se pojaviti u jednoj ili više točaka iz jednog kraj. Kao što ste mogli očekivati, ovo značajno utječe na kemijsko ponašanje ovih molekula.
Što su alkani?
Alkani su spojevi koji sadrže samo atome ugljika i vodika spojene u jednostruke veze. Budući da svaki atom ugljika može stvoriti četiri veze, vrata su otvorena bogatstvu izomera unutar ove klase organskih spojeva, kojih u izobilju ima fosilna goriva.
Najjednostavniji alkan je metan (CH4), a zatim etan (C2H6) i propan (C3H8). Zapravo je formula za sve alkane CnH2n + 2.
Već ste vidjeli taj butan (C4H10) ima izomer, 2-metilpentan. To su jedina dva izomera ove molekule. C5H10, s druge strane, ima tri izomera, dok C6H14 ima devet. Za alkane ne postoji "formula lančanog izomera", a broj brzo raste glomazan (na primjer, dekan ili C10H22ima ogromnih 75 izomera). Umjesto toga, trebali biste moći konstruirati nekoliko njih s obzirom na određenu alkansku formulu.
Kalkulator kombinirane formule izomera
Primjer programa koji djeluje kao generator kombinacija za izomere tako da možete vidjeti njihovu fizičku strukturu u prostoru, pogledajte Resursi.
Imajte na umu da ako pokušate unijeti formulu za koju ne postoji izomer, program brzo vraća null rezultat. Možda ćete htjeti eksperimentirati s crtanjem nekih od ovih potencijalnih spojeva kako biste vidjeli zašto ih je nemoguće generirati, s obzirom na osnovne principe kemijske veze.