Je hebt tegen die tijd hoogstwaarschijnlijk een paar chemische formules gezien en een soort representatie van de bijbehorende moleculaire structuren. Het eenvoudige molecuul koolstofdioxide, of CO2, kan bijvoorbeeld worden weergegeven als een koolstofatoom dat is verbonden met twee zuurstofatomen door verbindingen die dubbele bindingen worden genoemd: O=C=O.
Kooldioxide, zoals veel verbindingen in de natuur, komt in slechts één vorm of vorm. Dat wil zeggen, gegeven een molecuulformule zoals C3H3O3, zou je het kunnen associëren met een unieke driedimensionale structuur, die van de belangrijke metabolische verbinding pyruvaat.
Sommige formules geven echter aanleiding tot meer dan één ruimtelijke ordening. Verbindingen met dezelfde molecuulformule maar verschillende vormen worden isomeren genoemd, en omdat deze zo talrijk zijn in de wereld van koolwaterstoffen, leren voorspellen hoeveel isomeren een soort molecuul genaamd an alkaan can have is een geweldige plek om meer te weten te komen over deze lastige verbindingen.
Wat zijn isomeren?
Isomeren zijn er in twee basistypen. stereo-isomeren zijn isomeren die verschillen in hun ruimtelijke rangschikking, maar hun bindingen op dezelfde plaatsen hebben.
Als dit als een tegenstrijdigheid klinkt, stel je dan moleculen voor die spiegelbeelden zijn; deze kunnen niet direct op elkaar worden gelegd, dus ze zijn verschillend, maar de bindingen tussen hun respectievelijke atomen bevinden zich op overeenkomstige plaatsen. Een voorbeeld zijn de twee vormen van het aminozuur alanine. Deze worden D-alanine en L-alanine genoemd, wat losjes "rechts" en "links" betekent.
structurele isomeren zijn isomeren waarin de bindingsvolgorde van de atomen anders is. Anders dan bij stereo-isomeren kan dit resulteren in totaal andere verbindingen (zoals bij butaan en 2-methylpropaan, die beide de formule C. hebben4H10) of in nauw verwante soorten (zoals zeer grote alkanen met kleine takken).
Tak isomeren zijn een soort structureel isomeer dat wordt aangetroffen in organische moleculen (d.w.z. moleculen die koolstof bevatten). Koolstof kan binden aan andere koolstofatomen naast binding aan waterstofatomen, dus zodra een koolstof "keten" begrensd door een waterstofatoom keten groeit lang genoeg zodat de atomen vrijer in de ruimte kunnen bewegen, secundaire koolstofketens kunnen op een of meer punten van een einde. Zoals je zou verwachten, heeft dit een aanzienlijke invloed op het chemische gedrag van deze moleculen.
Wat zijn alkanen?
Alkanen zijn verbindingen die alleen koolstof- en waterstofatomen bevatten die in enkele bindingen zijn verbonden. Aangezien elk koolstofatoom vier bindingen kan vormen, staat de deur open voor een schat aan isomeren binnen deze klasse van organische verbindingen, die in overvloed in fossiele brandstoffen worden aangetroffen.
Het eenvoudigste alkaan is methaan (CH4), gevolgd door ethaan (C2H6) en propaan (C3H8). In feite is de formule voor alle alkanen CneeH2n + 2.
Dat butaan (C4H10) heeft een isomeer, 2-methylpentaan. Dit zijn de enige twee isomeren van dit molecuul. C5H10, aan de andere kant, heeft drie isomeren, terwijl C6H14 heeft er negen. Er is geen "formule voor het aantal ketenisomeren" voor alkanen en het aantal wordt snel omslachtig (bijvoorbeeld decaan of C10H22, heeft maar liefst 75 isomeren). In plaats daarvan zou je er een paar moeten kunnen construeren met een bepaalde alkaanformule.
Isomeer combinatie formule Calculator
Zie de bronnen voor een voorbeeld van een programma dat fungeert als een combinatiegenerator voor isomeren, zodat u hun respectievelijke fysieke structuur in de ruimte kunt zien.
Merk op dat als u een formule probeert in te voeren waarvoor geen isomeer is, het programma snel een null-resultaat retourneert. Misschien wilt u experimenteren met het tekenen van enkele van deze toekomstige verbindingen om te zien waarom ze onmogelijk te genereren zijn, gezien de fundamentele chemische bindingsprincipes.