Isomerer mot resonans | Resonansstrukturer vs isomerer | Konstitutionella isomerer, stereoisomerer, enantiomerer, diastereomerer
En molekyl eller jon med samma molekylformel kan existera på olika sätt beroende på bindningsordrar, laddningsfördelningsskillnader, hur de ordnar sig i rymden etc.
Isomerer
Isomerer är olika föreningar med samma molekylformel. Det finns olika typer av isomerer. Isomerer kan huvudsakligen delas in i två grupper som konstitutionella isomerer och stereoisomerer. Konstitutionella isomerer är isomerer där anslutning av atomer skiljer sig åt i molekyler. Butan är det enklaste alkanet som visar konstitutionell isomerism. Butan har två konstitutionella isomerer, butan själv och isobuten.
CH 3 CH 2 CH 2 CH 3
Butan-isobutan / 2-metylpropan
I stereoisomerer är atomer kopplade i samma sekvens, till skillnad från konstitutionella isomerer. Stereoisomerer skiljer sig bara i arrangemanget av deras atomer i rymden. Stereoisomerer kan vara av två typer, enantiomerer och diastereomerer. Diastereomerer är stereoisomerer vars molekyler inte är speglade bilder av varandra. Cis-trans-isomererna av 1,2-dikloreten är diastereomerer. Enantiomerer är stereoisomerer vars molekyler är icke-överförbara spegelbilder av varandra. Enantiomerer förekommer endast med kirala molekyler. En kiral molekyl definieras som en som inte är identisk med sin spegelbild. Därför är den kirala molekylen och dess spegelbild enantiomerer av varandra. Till exempel är 2-butanolmolekylen kiral, och den och dess spegelbilder är enantiomerer.
Resonans
När vi skriver Lewis-strukturer visar vi bara valenselektroner. Genom att låta atomerna dela eller överföra elektroner försöker vi ge varje atom den ädla gasens elektroniska konfiguration. Men vid detta försök kan vi påtvinga elektronerna en konstgjord plats. Som ett resultat kan mer än en ekvivalent Lewis-struktur skrivas för många molekyler och joner. Strukturerna skrivna genom att ändra elektronernas position kallas resonansstrukturer. Detta är strukturer som bara finns i teorin. Resonansstrukturen anger två fakta om resonansstrukturerna.
- Ingen av resonansstrukturerna kommer att vara den korrekta representationen av den faktiska molekylen; ingen kommer helt att likna de kemiska och fysikaliska egenskaperna hos den faktiska molekylen.
- Den faktiska molekylen eller jonen representeras bäst av en hybrid av alla resonansstrukturer.
Resonansstrukturerna visas med pilen ↔. Följande är de resonansstrukturer av karbonat-jon (CO 3 2-).
Röntgenstudier har visat att den verkliga molekylen ligger mellan dessa resonanser. Enligt studierna är alla kol-syrebindningar lika långa i karbonatjon. Enligt ovanstående strukturer kan vi dock se att en är en dubbelbindning och två är enkelbindningar. Därför, om dessa resonansstrukturer förekommer separat, bör det idealiskt finnas olika bindningslängder i jonen. Samma bindningslängder indikerar att ingen av dessa strukturer faktiskt finns i naturen, utan en hybrid av detta existerar.
Vad är skillnaden mellan isomerer och resonans?
• I isomerer kan atomarrangemang eller rumslig placering av molekylen skilja sig. Men i resonansstrukturer förändras inte dessa faktorer. Snarare har de bara en förändring i positionen för en elektron.
• Isomerer är naturligt närvarande, men resonansstrukturer finns inte i verkligheten. De är hypotetiska strukturer, som endast är begränsade till teorin.
