Ο ισομερισμός είναι ένα φαινόμενο που παρατηρείται όταν διαφορετικές ενώσεις σχηματίζονται από ίσες ποσότητες των ίδιων τύπων ατόμων.
Επομένως, μπορούμε να βρούμε χημικές ουσίες με τον ίδιο μοριακό τύπο και διαφορετικούς δομικούς τύπους ή χωρικές διατάξεις.
Αυτό το φαινόμενο παρατηρείται ευρέως στην Οργανική Χημεία, η οποία μελετά τις ενώσεις του άνθρακα. Καθώς κάθε άτομο αυτού του στοιχείου μπορεί να δημιουργήσει 4 χημικούς δεσμούς, είναι δυνατό να παρατηρηθούν διαφορετικοί συνδυασμοί.
Καθώς η αλλαγή στη διάταξη των ατόμων δημιουργεί νέες ουσίες, κατά συνέπεια, έχουν διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες.
Όταν λέμε ποιες ενώσεις είναι ισομερή σημαίνει ότι έχουν ίσα μέρη, καθώς η λέξη είναι συνδυασμός δύο όρων ελληνικής προέλευσης: isos, σημαίνει "πραγματικά", και μόνο, που είναι «μέρη».
Οι δύο κύριες ομάδες ισομέρειας είναι το επίπεδο και το διάστημα (στερεοϊσομέρεια).
Ο επίπεδη ισομέρεια μπορεί να απεικονιστεί από τον επίπεδο δομικό τύπο των ενώσεων και έχει πέντε κατηγορίες: θέση, λειτουργία, αλυσίδα, αντιστάθμιση και ταυτομερία.
Ο διαστημική ισομέρεια παρατηρείται από τον προσανατολισμό των ενώσεων και υποδιαιρείται σε γεωμετρικό (cis-trans) και οπτικό.
Η έννοια του ισομερισμού εισήχθη το 1830 από τον Σουηδό επιστήμονα Jacob Berzelius.
Παραδείγματα ισομερών
Ο ισομέρεια αλυσίδας εμφανίζεται όταν το ίδιο σύνολο ατόμων συνδέονται για να σχηματίσουν δομές της ίδιας λειτουργικής ομάδας, αλλά με διαφορετικές αλυσίδες.
Παράδειγμα: ο μοριακός τύπος C4H10 ενός υδρογονάνθρακα μπορεί να είναι ευθύγραμμο ή διακλαδισμένο.
Ο ισομέρεια θέσης εμφανίζεται όταν οι ενώσεις σχηματίζονται από τις ίδιες λειτουργικές ομάδες, αλλά βρίσκονται σε διαφορετικές θέσεις στην αλυσίδα.
Παράδειγμα: Ο μοριακός τύπος C4H9Το OH αντιστοιχεί σε δύο είδη αλκοόλ.
Ο ισομέρεια συνάρτησης εμφανίζεται όταν ο ίδιος μοριακός τύπος αντιστοιχεί σε δύο ενώσεις με διαφορετικές λειτουργικές ομάδες.
Παράδειγμα: Ο μοριακός τύπος C2H6Το Ο αντιστοιχεί σε δύο ισομερή που έχουν τις λειτουργίες αλκοόλης (-ΟΗ) και αιθέρα (-Ο-).
Ο ισομέρεια αντιστάθμισης εμφανίζεται όταν υπάρχει ένα ετεροάτομο στην αλυσίδα και καταλαμβάνει διαφορετικές θέσεις. Αυτή είναι μια ιδιαίτερη περίπτωση ισομερισμού θέσης.
Παράδειγμα: Ο μοριακός τύπος C4H10Το δηλώνει την παρουσία ενός ατόμου οξυγόνου στην αλυσίδα, αλλά η θέση του μπορεί να αλλάξει και να σχηματίσει διαφορετικές ενώσεις.
Ο δυναμική ισομέρεια, που ονομάζεται επίσης ταυτομερία, εμφανίζεται όταν δύο ενώσεις με διαφορετικές λειτουργίες βρίσκονται στο ίδιο διάλυμα σε δυναμική ισορροπία. Αυτή είναι μια ιδιαίτερη περίπτωση ισομερισμού συναρτήσεων.
Παράδειγμα: Ο μοριακός τύπος C2H4Το Ο αντιστοιχεί σε ενώσεις με λειτουργίες αλδεΰδης και ενόλης.
Μάθε περισσότερα για επίπεδη ισομέρεια.
Ο γεωμετρική ισομέρεια, που ονομάζεται επίσης ισομερία cis-trans, συμβαίνει όταν η παρουσία διπλού δεσμού ή κυκλικής δομής αναγκάζει ίσους συνδέτες να βρίσκονται στην ίδια πλευρά του επιπέδου (cis) ή σε αντίθετες πλευρές (μεταφρ).
Παράδειγμα: τα άτομα χλωρίου σε ενώσεις του μοριακού τύπου C2H2Cl2 μπορεί να έχουν δύο χωρικές δομές.
Ο οπτική ισομέρεια συμβαίνει όταν, όταν εκτρέπεται το πολωμένο φως που εκπέμπεται στη δομή, οι ενώσεις καταφέρνουν να εκτρέψουν τη δέσμη φωτεινό προς τα αριστερά, εάν είναι αριστερόστροφο (l) ισομερές ή προς τα δεξιά, όταν είναι δεξιόστροφο ισομερές (ρε).
Παράδειγμα: Αυτός ο τύπος ισομερισμού εμφανίζεται με το γαλακτικό οξύ. Σημειώστε παρακάτω ότι οι φασματικές εικόνες των ισομερών δεν επικαλύπτονται, επομένως ονομάζονται εναντιομερή.
Το σύμβολο C* υποδηλώνει την παρουσία ενός χειρόμορφου άνθρακα σε αυτή τη δομή, δηλαδή ενός ατόμου άνθρακα με 4 διαφορετικούς συνδέτες.
Μάθετε περισσότερα για την ισομέρεια με τα περιεχόμενα:
- Τύποι ισομερισμού
- διαστημικό ισομερές
- γεωμετρικό ισομερές
- οπτικό ισομερές
- Ασκήσεις για την ισομέρεια επιπέδου
