როგორ დავხატოთ იზომერები

განსაზღვრეთ და დაითვალეთ ყველა ატომი, რომლებიც უნდა გამოიყოს იზომერებში. ეს გამოიწვევს მოლეკულურ ფორმულას. შედგენილი იზომერები შეიცავს თითოეული ტიპის ატომის ერთსა და იმავე რაოდენობას, რომელიც ნაერთის თავდაპირველ მოლეკულურ ფორმულაშია. მოლეკულური ფორმულის საერთო მაგალითია C4H10, რაც ნიშნავს, რომ ნაერთში არის ოთხი ნახშირბადის ატომი და 10 წყალბადის ატომი.

იხილეთ ელემენტების პერიოდული ცხრილი, რათა დადგინდეს, თუ რამდენი ობლიგაციის შექმნა შეუძლია ელემენტის ერთ ატომს. საერთოდ, თითოეულ სვეტს შეუძლია შექმნას ობლიგაციების გარკვეული რაოდენობა. პირველი სვეტის ელემენტები, როგორიცაა H, შეუძლია შექმნას ერთი ბმა. მეორე სვეტის ელემენტებს შეუძლიათ შექმნან ორი ბმა. მე -13 სვეტს შეუძლია შექმნას სამი ობლიგაცია. მე –14 სვეტს შეუძლია შექმნას ოთხი ობლიგაცია. მე –15 სვეტს შეუძლია შექმნას სამი ობლიგაცია. მე -16 სვეტს შეუძლია შექმნას ორი ბმა. მე -17 სვეტს შეუძლია გააკეთოს ერთი ბმა.

გაითვალისწინეთ, რამდენი კავშირი შეიძლება შექმნას ნაერთის ატომების თითოეულ ტიპს. იზომერში თითოეულმა ატომმა უნდა შექმნას იგივე რაოდენობის ობლიგაციები, რაც მან გააკეთა სხვა იზომერში. მაგალითად, C4H10– სთვის ნახშირბადი მე –14 სვეტშია, ასე რომ, ის შექმნის ოთხ ბმას, ხოლო წყალბადის პირველ სვეტში, ასე რომ, ის შექმნის ერთ კავშირს.

მიიღეთ ელემენტი, რომელიც მოითხოვს უფრო მეტი ბმის გაკეთებას და დახაზეთ ამ ატომების თანაბრად დაშორებული მწკრივი. C4H10 მაგალითში ნახშირბადი არის ის ელემენტი, რომელიც მოითხოვს მეტ კავშირს, ამიტომ მწკრივში C ასო ოთხჯერ უნდა განმეორდეს.

მწკრივში თითოეული ატომი დააკავშირეთ მარცხნიდან მარჯვნივ ერთი ხაზით. C4H10 მაგალითს ექნება მწკრივი, რომელიც C-C-C-C ჰგავს.

ატომების დათვლა მარცხნიდან მარჯვნივ. ეს უზრუნველყოფს მოლეკულური ფორმულის ატომების სწორი რაოდენობის გამოყენებას. ის ასევე ხელს შეუწყობს იზომერის სტრუქტურის იდენტიფიცირებას. C4H10 მაგალითს მარცხენა მხარეს აქვს C მარკირება 1-ით. ამის პირდაპირ C იქნება 2. C- ის პირდაპირ 2-ის მარჯვნივ იწებებოდა 3-ს, ხოლო მარჯვენა შორეულ ბოლოში C- ზე ინიშნებოდა 4-ით.

დახაზულ ატომებს შორის თითოეული ხაზი ჩათვალეთ, როგორც ერთი ბმა. C4H10 მაგალითს ექნება 3 ბმა C-C-C-C სტრუქტურაში.

განსაზღვრეთ, თუ თითოეულმა ატომმა გააკეთა ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა ელემენტების პერიოდული ცხრილიდან გაკეთებული შენიშვნების შესაბამისად. ითვლიან ობლიგაციების რაოდენობას, რომლებიც წარმოდგენილია მწკრივში თითოეული ატომის დამაკავშირებელი ხაზებით. C4H10 მაგალითში გამოიყენება ნახშირბადი, რომელიც მოითხოვს ოთხ ბმას. პირველ C- ს აქვს ერთი ხაზი, რომელიც მას უკავშირდება მეორე C- ს, ამიტომ მას აქვს ერთი ბმა. პირველ C- ს არ აქვს ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა. მეორე C- ს აქვს ერთი ხაზი, რომელიც აკავშირებს მას პირველ C- სთან და ერთი ხაზი, რომელიც მას აკავშირებს მესამე C- სთან, ამიტომ მას აქვს ორი ბმა. არც მეორე C- ს აქვს ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა. ბმების რაოდენობა უნდა დაითვალოს თითოეული ატომისთვის, რათა თავიდან აიცილოთ არასწორი იზომერების დახაზვა.

დაიწყეთ ელემენტის ატომების დამატება, რომლებიც საჭიროებს ბმულების შემდეგ რაოდენობას, წინა შეკავშირებულ ატომთა რიგს. თითოეული ატომი უნდა იყოს დაკავშირებული სხვა ატომთან ხაზით, რომელიც ითვლება ერთ კავშირად. C4H10 მაგალითში, ატომი, რომელიც მოითხოვს ბმულების შემდეგ რაოდენობას, არის წყალბადის. მაგალითის თითოეულ C- ს უნდა ჰქონდეს ერთი H დახაზული C და H- ს დამაკავშირებელი ხაზით. ამ ატომების დახაზვა შეიძლება თითოეული ატომის ზემოთ, ქვემოთ ან გვერდზე, ადრე შედგენილი ჯაჭვით.

კვლავ განისაზღვროს, თუ თითოეულმა ატომმა გააკეთა ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა ელემენტების პერიოდული ცხრილიდან მიღებული შენიშვნების შესაბამისად. C4H10 მაგალითს პირველი C უკავშირდება მეორე C- ს და H- ს. პირველ C- ს ორი ხაზი ექნებოდა და ამრიგად მხოლოდ ორი ბმული ექნებოდა. მეორე C დაკავშირებული იქნებოდა პირველ C- სთან და მესამე C- სთან და H- ს. მეორე C– ს ექნება სამი ხაზი და, შესაბამისად, სამი ბმა. მეორე C- ს არ აქვს ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა. თითოეული ატომი ცალკე უნდა შემოწმდეს, აქვს თუ არა ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა. წყალბადი ქმნის მხოლოდ ერთ კავშირს, ამიტომ თითოეულ H ატომს, რომელიც შედგენილია C ხაზთან, ერთი ხაზით, აქვს ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა.

გააგრძელეთ ატომების დამატება ადრე დახაზულ ჯაჭვში მანამ, სანამ თითოეულ ატომს არ ექნება ობლიგაციების დაშვებული რაოდენობა. C4H10 მაგალითში პირველი C დაკავშირებული იქნება სამ H ატომთან და მეორე C. მეორე C დაუკავშირდებოდა პირველ C- ს, მესამე C- ს და ორ H ატომს. მესამე C დაუკავშირდებოდა მეორე C- ს, მეოთხე C- ს და ორ H ატომს. მეოთხე C დაუკავშირდებოდა მესამე C და სამ H ატომებს.

გამოთვალეთ ატომების თითოეული ტიპის რაოდენობა დახატულ იზომერში, რათა დადგინდეს, ემთხვევა თუ არა იგი თავდაპირველ მოლეკულურ ფორმულას. C4H10 მაგალითს ექნება ზედიზედ ოთხი C ამი და ზედიზედ 10 H ატომი. თუ მოლეკულურ ფორმულაში რიცხვი ემთხვევა თავდაპირველ რაოდენობას და თითოეულმა ატომმა გააკეთა ბმების მაქსიმალური რაოდენობა, მაშინ პირველი იზომერი დასრულებულია. ზედიზედ ოთხი C ატომი იწვევს ამ ტიპის იზომერის უწოდებენ სწორი ჯაჭვის იზომერს. სწორი ჯაჭვი არის ფორმის ან სტრუქტურის ერთ-ერთი მაგალითი, რომლის მიღება შეუძლია იზომერს.

დაიწყეთ მეორე იზომერის ხატვა ახალ ადგილას იმავე პროცესის დაცვით, როგორც 1-6 ნაბიჯები. მეორე იზომერი განშტოებული სტრუქტურის მაგალითი იქნება სწორი ჯაჭვის ნაცვლად.

წაშალეთ ბოლო ატომი ჯაჭვის მარჯვენა მხარეს. ეს ატომი დაუკავშირდება სხვა ატომს, ვიდრე ეს წინა იზომერში იყო. C4H10 მაგალითს ექნება ზედიზედ სამი C ატომი.

იპოვნეთ ზედიზედ მეორე ატომი და დახაზეთ მასთან დამაკავშირებელი ბოლო ატომი. ეს ითვლება ტოტად, რადგან სტრუქტურა აღარ ქმნის სწორ ჯაჭვს. C4H10 მაგალითს მეოთხე C უნდა დაუკავშირდეს მეორე C- ს მესამე C- ს ნაცვლად.

პერიოდული ცხრილიდან გაკეთებული შენიშვნების მიხედვით დაადგინეთ, აქვს თუ არა თითოეულ ატომს ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა. C4H10 მაგალითს პირველი C უკავშირდება მეორე C- ს ერთი ხაზით, ასე რომ მას მხოლოდ ერთი კავშირი ექნება. პირველ C- ს არ აქვს ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა. მეორე C დაკავშირებული იქნებოდა პირველ C- სთან, მესამე C- სთან და მეოთხე C- სთან, ასე რომ მას სამი კავშირი ექნებოდა. მეორე C- ს არ ექნება ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა. თითოეული ატომი ცალკე უნდა განისაზღვროს, აქვს თუ არა ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა.

დაამატეთ ელემენტის ატომები, რომლებიც მოითხოვს შემდეგი ნაკლები რაოდენობის ობლიგაციებს იმავე პროცესში, როგორც 9-11 ნაბიჯებზე. C4H10 მაგალითს პირველი C უკავშირდება მეორე C და სამი H ატომს. მეორე C დაკავშირებული იქნებოდა პირველ C- თან, მესამე C, მეოთხე C და ერთი H ატომი. მესამე C დაკავშირებული იქნებოდა მეორე C და სამი H ატომებთან. მეოთხე C დაკავშირებული იქნებოდა მეორე C და სამი H ატომებთან.

დაითვალეთ თითოეული ტიპის ატომისა და ობლიგაციების რიცხვები. თუ ნაერთი შეიცავს თითოეული ტიპის ატომის იგივე რაოდენობას, როგორც თავდაპირველი მოლეკულური ფორმულა და თითოეულმა ატომმა შექმნა ბმების მაქსიმალური რაოდენობა, მეორე იზომერი დასრულებულია. C4H10 მაგალითს ექნება ორი სრული იზომერი, სწორი ჯაჭვი და განშტოებული სტრუქტურა.

გაიმეორეთ 13-18 ნაბიჯები ახალი იზომერების შესაქმნელად, ატომების განშტოების სხვადასხვა ადგილის არჩევით. ტოტების სიგრძე შეიძლება შეიცვალოს ტოტში განლაგებული ატომების რაოდენობითაც. C4H10 მაგალითს მხოლოდ ორი იზომერი აქვს, ამიტომ სრულყოფილად ითვლება.

• ფანქარი
• ქაღალდი

• იზომერების, როგორც სამგანზომილებიანი ობიექტების ვიზუალიზაცია სივრცეში შეიძლება გაუჭირდეს ზოგიერთ პირს. ბურთის და ჯოხის მოდელები ან კომპიუტერული პროგრამები ხელმისაწვდომია, რაც ხალხს სხვადასხვა იზომერების სტრუქტურების გაგებაში დაეხმარება.

  ზოგჯერ იზომერის დახატვისას მოლეკულური ფორმულა უკვე მოცემულია, ამიტომ დათვლა და ამოცნობა ზედმეტია. თუ მოლეკულური ფორმულა უკვე მოცემულია, გამოტოვეთ ნაბიჯი 1. თუ ნაერთის სტრუქტურა მოცემულია, არ გამოტოვოთ ნაბიჯი 1 და ჩათვალეთ რომ სტრუქტურა ერთ-ერთი შესაძლო იზომერია სარკისებრი ან გადაბრუებული ვერსიებისთვის საბოლოო იზომერების შესწავლისას.

  თუ ნაერთს აქვს ორზე მეტი ატომი, რომლებიც განსხვავებულ ობლიგაციებს საჭიროებს, გააგრძელეთ უმეტესობადან ყველაზე ნაკლებად საჭირო ობლიგაციების დამატება. თუ ორი ატომი ერთნაირი რაოდენობის ბმებს მოითხოვს, მისაღებია ნებისმიერი თანმიმდევრობით დამატება.

• მრავალი გამონაკლისი არსებობს ზოგადი სვეტის წესში, თუ რამდენადაა ბმის გამომუშავება შეუძლია ელემენტის ატომს. მე –2 ნაბიჯში მოცემული ციფრები სახელმძღვანელო პრინციპებია, მაგრამ არ არის მყარი წესები და გათვალისწინებული უნდა იყოს მხოლოდ ზოგადი ელემენტებისათვის, რომლებიც გამოიყენება დამწყებ იზომერულ ნახატზე, როგორიცაა C, H, O, N და ა.შ. სტუდენტებმა უნდა შეისწავლონ ორბიტალები და ვალენტური ჭურვები იმის გასაგებად, თუ რამდენი ბმის დადება შეუძლია თითოეულ ელემენტს. ელემენტები ინდივიდუალურად უნდა იქნას შესწავლილი შესაძლო ობლიგაციების რაოდენობის დასადგენად.

  განშტოებულ იზომერში ადვილი დასაჯერებელია, რომ იზომერის სარკისებრი გამოსახულება განსხვავებული იზომერია. თუ იზომერს იგივე სტრუქტურა ექნება სარკეში ასახვისას ან რაიმე მიმართულებით გადაბრუნებისას, ეს იგივე სტრუქტურაა და არა განსხვავებული იზომერი. თვალყური ადევნეთ სხვადასხვა იზომერებს ატომების ნუმერაციით და დააკვირდით, თუ ეს შეიძლება იყოს იგივე ფორმის, რაც სხვა, ატრიალებს ან ასახავს.

  მოწინავე იზომერები შეიძლება შეიცავდეს ბეჭდის ფორმებს და სხვა სტრუქტურულ დიზაინს, რომელთა განხილვა არ უნდა მოხდეს სწორი ჯაჭვისა და განშტოებული იზომერების ათვისების შემდეგ. ბეჭდის ფორმის ელემენტებისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას განსხვავებული წესები.