Peruslailliset isomeerit vs stereoisomeerit
Yleensä isomeeri on termi, jota käytetään kemiassa, erityisesti orgaanisessa kemiassa, viittaamaan molekyyleihin, joilla on sama molekyylikaava, mutta joilla on erilaiset kemialliset rakenteet. Kemiallisten rakenteiden vaihteluista johtuen näillä molekyyleillä on myös yleisesti erilaisia kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia, mutta niillä on kuitenkin sama molekyylikaava.
Mitä ovat perustuslailliset isomeerit?
Konstituaaliset isomeerit tunnetaan myös rakenneisomeereinä, koska nämä molekyylit, joilla on sama molekyylikaava, eroavat toisistaan vain siinä, miten yksittäiset atomit liittyvät toisiinsa. Nimi rakenneisomeerit viittaa selvästi tähän ajatukseen. Perustuslaillisten isomeerien alla on kolme alajakoa; ne ovat luusto-, sijainti- ja funktionaalisten ryhmien isomeerejä.
Skeletaaliset isomeerit ovat isomeerejä, joissa yhdisteen pääketju haarautuu eri tavoin erilaisten kytkentämuotojen kautta. Esimerkiksi, jos yhdisteessä on kuusi hiiliatomia, oletetaan, että se koostuu vain hiili- ja vetyatomeista mukavuuden vuoksi; jos nämä alkuaineet sijoitetaan suorassa ketjussa, yhdiste voidaan nimetä alkaaniksi "heksaani". Tyypillisessä heksaanimolekyylissä olisi kuusi hiiliatomia ja neljätoista vetyatomia. Katsotaan nyt muita yhteystapoja. Oletetaan, että ketjun päässä oleva hiiliatomi on poistettu ja kiinnitetty toiseen hiiliatomiin. Sitten pääketju lyhennetään viiteen hiiliatomiin ja ylimääräinen hiiliatomi haarautuisi. Tämä uusi yhdiste voidaan nimetä alkaaniksi "2-metyylipentaani". Samoin voidaan luoda muita haarautumiskohtia lisäämällä metyyliryhmiä ketjun eri paikkoihin. Joitakin muita yhteystapoja ovat: 2,3-dimetyylibutaani, 2,2-dimetyylibutaani, 3-metyylipentaani jne.
Jos käsiteltävässä yhdisteessä on funktionaalisia ryhmiä, kuten alkoholi, amiini, ketoni/aldehydi jne., syrjäyttämällä funktionaaliset ryhmät useisiin hiiliatomeihin päähiiliketjussa, voidaan muodostaa useita erilaisia molekyylejä. luotu; kuitenkin jokaisella on sama molekyylikaava. Tämän tyyppistä isomeriaa kutsutaan paikkaisomeriaksi. Toisinaan, kun yritetään järjestää uudelleen molekyylikaavassa järjestettyjä elementtejä, voitaisiin luoda molekyylejä, joissa on erilaisia funktionaalisia ryhmiä, mutta silti pitäytyä samassa molekyylikaavassa annettuun alkuainekoostumukseen; tämä tunnetaan funktionaalisen ryhmän isomeriana. Alkoholit ja eetterit voidaan vaihtaa mukavasti tällä tavalla (esim. CH3-O-CH3 ja CH3 -CH2-OH) ja oikealla määrällä tyydyttymättömyyttä voidaan vaihtaa myös ketoneilla ja aldehydeillä. Toinen yleinen esimerkki on suoraketjuinen hekseeni ja sykloheksaaniyhdiste. Muutokset funktionaalisissa ryhmissä vaikuttavat suuresti yhdisteen kemiallisiin ominaisuuksiin ja myös sen fysikaalisiin ominaisuuksiin.
Mitä ovat stereoisomeerit?
Stereoisomeerit ovat isomeerisiä yhdisteitä, joilla on sama molekyylikaava ja joilla on myös sama atomien liitettävyys, mutta eroavat toisistaan vain atomien kolmiulotteisessa järjestelyssä avaruudessa, mikä tunnetaan myös spatiaalisina isomeereinä. On olemassa erilaisia stereoisomeerejä, nimittäin; enantiomeerit, diastereomeerit, cis-trans-isomeerit, konformaatioisomeerit jne.
Enantiomeerit ovat molekyylejä, jotka ovat toistensa peilikuvia; siksi nämä molekyylit eivät ole päällekkäisiä. Taikuutta luovat keskukset, joita kutsutaan kiraalisiksi keskuksiksi. Nämä ovat hiiliatomeja, joihin on kytketty neljä erilaista ryhmää. Kiraaliset keskukset ovat vastuussa enantiomeerien luomisesta, ja näillä molekyyleillä on lähes identtiset ominaisuudet, mutta ne voidaan tunnistaa tavasta, jolla ne kiertävät tasopolarisoitua valoa. Siksi näitä kutsutaan myös optisiksi isomeereiksi. On myös stereoisomeerejä, jotka eivät ole enantiomeerejä, eli ne eivät ole toistensa peilikuvia, ja jotkut tällaiset molekyylit ovat; diastereomeerit, cis-trans-isomeerit ja konformeerit. On olemassa erityinen luokka diastereomeerejä, joita kutsutaan mesoyhdisteiksi, joilla on peilitaso molekyylin sisällä, mutta molekyylin kokonaisuutena sen peilikuva ei muodosta toista molekyyliä, vaan sen sijaan tuottaa saman molekyylin. Konformeerit ovat molekyylejä, joilla on sama yhteys, mutta ne ovat eri muotoisia; esim. sykloheksaanin erilaiset konformaatiot; tuoli, vene, puolivene jne.
Mitä eroa on perustuslaillisten isomeerien ja stereoisomeerien välillä?
• Perus isomeerien atomit ovat liittyneet eri järjestyksessä, kun taas stereoisomeereissä atomien liitettävyys on samanlainen, mutta atomien 3D-järjestely avaruudessa on erilainen
• Kiraalisuutta nähdään stereoisomeereissä, ei rakenteellisissa isomeereissä.
• Perusmuodossa olevilla isomeereillä voi olla hyvin erilaisia kemiallisia nimiä toisistaan, kun taas stereoisomeereillä on yleensä sama kemiallinen nimi ja suuntaa osoittava kirjain tai symboli nimen edessä.
• Perusisomeerien kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet eroavat nopeammin kuin stereoisomeerien välillä.
