До овог тренутка сте највероватније видели неколико хемијских формула и неку врсту приказа повезаних молекуларних структура. На пример, једноставни молекул угљен-диоксид или ЦО2 може се представити као атом угљеника спојен са два атома кисеоника спојевима званим двоструке везе: О = Ц = О.
Угљен-диоксид, као и многа једињења у природи, долази у само једном облику или облику. Односно, дата је молекуларна формула попут Ц.3Х.3О.3, могли бисте да је повежете са јединственом тродимензионалном структуром, оном важног метаболичког једињења пирувата.
Неке формуле, међутим, дају више од једног просторног распореда. Једињења са истом молекулском формулом, али различитих облика, називају се изомери, и зато што их има толико у свету угљоводоници, учећи да предвиђа колико изомера је врста молекула која се назива ан алкан може имати је одлично место за учење о овим шкакљивим једињењима.
Шта су изомери?
Изомери постоје у две основне врсте. Стереоизомери су изомери који се разликују у свом просторном распореду, али везе имају на истим местима.
Ако ово звучи као контрадикција, замислите молекуле који су зрцалне слике; они се не могу међусобно директно налагати, па су различити, али везе између њихових атома налазе се на одговарајућим местима. Пример су два облика аминокиселине аланин. Они се називају Д-аланин и Л-аланин, што слободно значи "десно" и "лево".
Структурни изомери су изомери у којима је секвенца везивања атома различита. За разлику од случаја са стереоизомерима, ово може резултирати потпуно различитим једињењима (као код бутан и 2-метилпропан, обојица имају формулу Ц.4Х.10) или у блиско сродним врстама (као што су веома велики алкани са малим гране).
Изомери грана су врста структурних изомера који се налазе у органским молекулима (тј. онима који садрже угљеник). Угљеник се може везати и за друге атоме угљеника, поред везивања за атоме водоника, па једном угљенични „ланац“ омеђен атомом водоника ланац расте довољно дуго да се атоми могу слободније кретати у свемиру, секундарни ланци угљеника могу се појавити у једној или више тачака из једног крај. Као што сте могли очекивати, ово значајно утиче на хемијско понашање ових молекула.
Шта су алкани?
Алкани су једињења која садрже само атоме угљеника и водоника спојене у једноструке везе. Будући да сваки атом угљеника може створити четири везе, отворена су врата богатству изомера унутар ове класе органских једињења, којих у изобиљу има фосилна горива.
Најједноставнији алкан је метан (ЦХ4), а затим етан (Ц.2Х.6) и пропан (Ц.3Х.8). Заправо, формула за све алкане је Ц.нХ.2н + 2.
Већ сте видели тај бутан (Ц.4Х.10) има изомер, 2-метилпентан. То су једина два изомера овог молекула. Ц.5Х.10, с друге стране, има три изомера, док је Ц.6Х.14 има девет. Не постоји „формула ланца изомера ланца“ за алкане, а број брзо расте гломазан (на пример, декан или Ц10Х.22, има огромних 75 изомера). Уместо тога, требали бисте бити у могућности да конструишете неколико њих с обзиром на одређену алканску формулу.
Калкулатор формула комбинација изомера
За пример програма који делује као генератор комбинација за изомере тако да можете видети њихову физичку структуру у свемиру, погледајте Ресурси.
Имајте на уму да ако покушате да унесете формулу за коју не постоји изомер, програм брзо враћа нулти резултат. Можда ћете желети да експериментишете са цртањем неких од ових потенцијалних једињења да бисте видели зашто их је немогуће генерисати, с обзиром на основне принципе хемијског везивања.