Cuvântul izomer provine din cuvintele grecești iso, care înseamnă „egal” și meros, care înseamnă „parte” sau „împărtășește”. Părțile unui izomer sunt atomii din compus. Listarea tuturor tipurilor și a numărului de atomi dintr-un compus produce formula moleculară. Arătarea modului în care atomii se conectează într-un compus dă formula structurală. Chimiștii au numit compuși constând din aceeași formulă moleculară, dar izomeri cu formulă structurală diferită. Desenarea unui izomer al unui compus este procesul de rearanjare a locurilor în care atomii sunt legați într-o structură. Este similar cu stivuirea blocurilor de construcție în diferite aranjamente, urmând reguli.
Identificați și numărați toți atomii care vor fi atrași în izomeri. Aceasta va produce o formulă moleculară. Orice izomeri trase vor conține același număr din fiecare tip de atom găsit în formula moleculară originală a compusului. Un exemplu obișnuit de formulă moleculară este C4H10, ceea ce înseamnă că există patru atomi de carbon și 10 atomi de hidrogen în compus.
Consultați un tabel periodic de elemente pentru a determina câte legături poate face un atom al unui element. În general, fiecare coloană poate face un anumit număr de obligațiuni. Elementele din prima coloană precum H pot crea o legătură. Elementele din a doua coloană pot crea două legături. Coloana 13 poate face trei legături. Coloana 14 poate face patru legături. Coloana 15 poate face trei legături. Coloana 16 poate face două legături. Coloana 17 poate face o legătură.
Rețineți câte legături poate face fiecare tip de atom din compus. Fiecare atom dintr-un izomer trebuie să facă același număr de legături pe care le-a făcut într-un alt izomer. De exemplu, pentru C4H10, carbonul se află în coloana a 14-a, deci va face patru legături, iar hidrogenul se află în prima coloană, deci va face o legătură.
Luați elementul care necesită mai multe legături pentru a fi făcute și trageți un rând uniform al acestor atomi. În exemplul C4H10, carbonul este elementul care necesită mai multe legături, astfel încât rândul ar avea doar litera C repetată de patru ori.
Conectați fiecare atom din rând de la stânga la dreapta cu o singură linie. Exemplul C4H10 ar avea un rând care arăta ca C-C-C-C.
Numerați atomii de la stânga la dreapta. Acest lucru va asigura că se utilizează numărul corect de atomi din formula moleculară. De asemenea, va ajuta la identificarea structurii izomerului. Exemplul C4H10 ar avea C din partea stângă etichetat ca 1. C-ul direct al acestuia ar fi 2. C direct din dreapta lui 2 va fi etichetat ca 3, iar C din capătul din dreapta va fi etichetat ca 4.
Numărați fiecare linie dintre atomii trasați ca o legătură. Exemplul C4H10 ar avea 3 legături în structura C-C-C-C.
Determinați dacă fiecare atom a făcut numărul maxim de legături în conformitate cu notele făcute din tabelul periodic al elementelor. Numărați numărul de legături care sunt reprezentate de linii care leagă fiecare dintre atomii din rând. Exemplul C4H10 folosește carbon, care necesită patru legături. Primul C are o linie care îl conectează la al doilea C, deci are o legătură. Primul C nu are numărul maxim de obligațiuni. Al doilea C are o linie care îl conectează la primul C și o linie care îl conectează la al treilea C, deci are două legături. Nici al doilea C nu are numărul maxim de obligațiuni. Numărul de legături trebuie numărat pentru fiecare atom pentru a vă împiedica să trageți izomeri incorecți.
Începeți să adăugați atomii elementului care necesită cel mai mic număr de legături la rândul creat anterior de atomi conectați. Fiecare atom va trebui să fie conectat la un alt atom cu o linie care contează ca o legătură. În exemplul C4H10, atomul care necesită cel mai mic număr de legături este hidrogenul. Fiecare C din exemplu ar avea un H trasat lângă el cu o linie care conectează C și H. Acești atomi pot fi atrași deasupra, dedesubt sau în partea fiecărui atom din lanțul trasat anterior.
Determinați din nou dacă fiecare atom a realizat numărul maxim de legături conform notelor din tabelul periodic al elementelor. Exemplul C4H10 ar avea primul C conectat la al doilea C și la un H. Primul C ar avea două linii și astfel ar avea doar două legături. Al doilea C ar fi conectat la primul C și al treilea C și un H. Al doilea C ar avea trei linii și deci trei legături. Al doilea C nu are numărul maxim de obligațiuni. Fiecare atom trebuie examinat separat pentru a vedea dacă are numărul maxim de legături. Hidrogenul face o singură legătură, deci fiecare atom H trasat cu o linie care se conectează la un atom C are numărul maxim de legături.
Continuați să adăugați atomi la lanțul trasat anterior până când fiecare atom are numărul maxim de legături permise. Exemplul C4H10 ar avea primul C conectat la trei atomi de H și al doilea C. Al doilea C s-ar conecta la primul C, al treilea C și doi atomi de H. Al treilea C s-ar conecta la al doilea C, al patrulea C și doi atomi de H. Al patrulea C s-ar conecta la al treilea C și trei atomi de H.
Numărați numărul fiecărui tip de atom din izomerul trasat pentru a determina dacă se potrivește cu formula moleculară originală. Exemplul C4H10 ar avea patru atomi C la rând și 10 atomi H care înconjoară rândul. Dacă numărul din formula moleculară se potrivește cu numărul original și fiecare atom a făcut numărul maxim de legături, atunci primul izomer este complet. Cei patru atomi de C dintr-un rând fac ca acest tip de izomer să fie numit izomer cu lanț drept. Un lanț drept este un exemplu de formă sau structură pe care un izomer o poate lua.
Începeți să desenați un al doilea izomer într-o locație nouă urmând același proces ca pașii 1-6. Al doilea izomer va fi un exemplu de structură ramificată în locul unui lanț drept.
Ștergeți ultimul atom din partea dreaptă a lanțului. Acest atom se va conecta la un atom diferit față de isomerul anterior. Exemplul C4H10 ar avea trei atomi C la rând.
Localizați al doilea atom din rând și trageți ultimul atom care se conectează la acesta. Aceasta este considerată o ramură deoarece structura nu mai formează un lanț drept. Exemplul C4H10 ar avea al patrulea C conectându-se la al doilea C în loc de al treilea C.
Determinați dacă fiecare atom are numărul maxim de legături conform notelor făcute din tabelul periodic. Exemplul C4H10 ar avea primul C conectat la al doilea C printr-o linie, deci ar avea o singură legătură. Primul C nu are numărul maxim de obligațiuni. Al doilea C ar fi conectat la primul C, al treilea C și al patrulea C, deci ar avea trei legături. Al doilea C nu ar avea numărul maxim de obligațiuni. Fiecare atom trebuie determinat separat pentru a vedea dacă are numărul maxim de legături.
Adăugați atomii elementului care necesită cel mai mic număr de legături în același proces ca în pașii 9-11. Exemplul C4H10 ar avea primul C conectat la al doilea C și trei atomi de H. Al doilea C ar fi conectat la primul C, al treilea C, al patrulea C și un atom de H. Al treilea C ar fi conectat la al doilea C și trei atomi de H. Al patrulea C ar fi conectat la al doilea C și trei atomi de H.
Numărați numerele fiecărui tip de atom și legăturile. Dacă compusul conține același număr din fiecare tip de atom ca formula moleculară originală și fiecare atom a făcut numărul maxim de legături, al doilea izomer este complet. Exemplul C4H10 ar avea doi izomeri complet, un lanț drept și o structură ramificată.
Repetați pașii 13-18 pentru a crea noi izomeri alegând diferite locații pentru ramificarea atomilor. Lungimile ramurilor se pot schimba și în funcție de numărul de atomi situați în ramură. Exemplul C4H10 are doar doi izomeri, deci este considerat complet.
Lucruri de care ai nevoie
- Creion
- Hârtie
sfaturi
-
Vizualizarea izomerilor ca obiecte tridimensionale în spațiu poate fi dificilă pentru unii indivizi. Sunt disponibile modele cu bile și stick-uri sau programe de calculator pentru a ajuta oamenii să înțeleagă structurile diferiților izomeri.
Uneori, când vi se cere să desenați un izomer, este dată deja o formulă moleculară, deci numărarea și identificarea nu sunt necesare. Dacă este dată deja o formulă moleculară, săriți pasul 1. Dacă este dată o structură a unui compus, nu săriți peste Pasul 1 și considerați că structura este unul dintre izomerii posibili atunci când examinați izomerii finali pentru versiunile oglindite sau răsturnate.
Dacă un compus are mai mult de două tipuri de atomi care necesită un număr diferit de legături, continuați să adăugați de la cele mai puține la cele mai puține legături necesare. Dacă doi atomi necesită același număr de legături, este acceptabil să adăugați în orice ordine.
Avertizări
-
Există multe excepții de la regula generală a coloanei pentru câte legături poate face un atom al unui element. Numerele furnizate la pasul 2 sunt linii directoare, dar nu reguli solide și ar trebui luate în considerare numai pentru elementele comune utilizate în desenul izomerilor pentru începători, cum ar fi C, H, O, N etc. Elevii trebuie să studieze orbitalele și cochilii de valență pentru a înțelege exact câte legături poate face fiecare element. Elementele ar trebui cercetate individual pentru numărul de obligațiuni posibile care ar putea fi făcute.
Într-un izomer ramificat, este ușor de crezut că o imagine în oglindă a unui izomer este un izomer diferit. Dacă un izomer ar avea aceeași structură atunci când se reflectă într-o oglindă sau întoarce orice direcție, atunci este aceeași structură și nu un izomer diferit. Țineți evidența diferiților izomeri numerotând atomii și monitorizați dacă ar putea avea aceeași formă ca alta prin răsucire sau oglindire.
Izomerii avansați pot conține forme de inel și alte modele structurale care nu ar trebui luate în considerare decât după ce izomerii cu lanț drept și ramificat au fost stăpânite. Se pot aplica reguli diferite pentru elementele în forme de inel.