Razlika između izomera i rezonancije

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 13:40

Izomeri vs rezonancija | Rezonantne strukture vs izomeri | Konstitucijski izomeri, stereoizomeri, enantiomeri, dijastereomeri

Molekula ili ion koji imaju istu molekularnu formulu mogu postojati na različite načine ovisno o redoslijedu vezanja, razlikama u distribuciji naboja, načinu na koji se raspoređuju u prostoru itd.

Izomeri

Izomeri su različiti spojevi s istom molekularnom formulom. Postoje razne vrste izomera. Izomeri se uglavnom mogu podijeliti u dvije skupine kao konstitucionalni izomeri i stereoizomeri. Konstitucionalni izomeri su izomeri kod kojih se povezanost atoma razlikuje u molekulama. Butan je najjednostavniji alkan koji pokazuje konstitucijsku izomeriju. Butan ima dva konstitucijska izomera, sam butan i izobuten.

CH₃CH₂CH₂CH₃

Butan Izobutan/ 2-metilpropan

U stereoizomerima atomi su povezani u istom nizu, za razliku od konstitucionalnih izomera. Stereoizomeri se razlikuju samo po rasporedu svojih atoma u prostoru. Stereoizomeri mogu biti dvije vrste, enantiomeri i dijastereomeri. Dijastereomeri su stereoizomeri čije molekule nisu zrcalne slike jedna druge. Cis trans izomeri 1,2-dikloroetena su dijastereomeri. Enantiomeri su stereoizomeri čije su molekule jedna drugoj zrcalne slike koje se ne mogu preklapati. Enantiomeri se pojavljuju samo s kiralnim molekulama. Kiralna molekula je definirana kao ona koja nije identična svojoj zrcalnoj slici. Stoga su kiralna molekula i njezina zrcalna slika enantiomeri jedna drugoj. Na primjer, molekula 2-butanola je kiralna, a ona i njene zrcalne slike su enantiomeri.

Rezonancija

Kada pišemo Lewisove strukture, prikazujemo samo valentne elektrone. Time što atomi dijele ili prenose elektrone, svakom atomu pokušavamo dati elektroničku konfiguraciju plemenitog plina. Međutim, u ovom pokušaju, možemo nametnuti umjetno mjesto elektronima. Kao rezultat, više od jedne ekvivalentne Lewisove strukture može se napisati za mnoge molekule i ione. Strukture zapisane promjenom položaja elektrona poznate su kao rezonantne strukture. To su strukture koje postoje samo u teoriji. Rezonantna struktura navodi dvije činjenice o rezonantnim strukturama.

• Nijedna od rezonantnih struktura neće biti ispravan prikaz stvarne molekule; nijedan neće u potpunosti sličiti kemijskim i fizičkim svojstvima stvarne molekule.
• Stvarna molekula ili ion najbolje će se predstaviti hibridom svih rezonantnih struktura.

Rezonantne strukture prikazane su strelicom ↔. Slijede rezonantne strukture karbonatnog iona (CO₃^2-).

Studije rendgenskih zraka pokazale su da se stvarna molekula nalazi između ovih rezonancija. Prema studijama, sve veze ugljik-kisik jednake su duljine u karbonatnom ionu. Međutim, prema gornjim strukturama možemo vidjeti da je jedna dvostruka veza, a dvije su jednostruke veze. Stoga, ako se te rezonantne strukture pojavljuju odvojeno, idealno bi trebalo postojati različite duljine veze u ionu. Iste duljine veze ukazuju na to da nijedna od ovih struktura zapravo nije prisutna u prirodi, nego postoji njihov hibrid.

Koja je razlika između izomera i rezonancije?

• U izomerima, raspored atoma ili prostorni raspored molekule može se razlikovati. Ali u rezonantnim strukturama ti se faktori ne mijenjaju. Umjesto toga, imaju samo promjenu položaja elektrona.

• Izomeri su prirodno prisutni, ali rezonantne strukture u stvarnosti ne postoje. To su hipotetske strukture koje su ograničene samo na teoriju.