Изомеры против резонанса | Резонансные структуры против изомеров | Конституционные изомеры, стереоизомеры, энантиомеры, диастереомеры
Молекула или ион, имеющие одну и ту же молекулярную формулу, могут существовать по-разному в зависимости от порядков связывания, различий в распределении зарядов, их расположения в пространстве и т. Д.
Изомеры
Изомеры - это разные соединения с одинаковой молекулярной формулой. Существуют различные типы изомеров. Изомеры в основном можно разделить на две группы: конституционные изомеры и стереоизомеры. Конституционные изомеры - это изомеры, у которых связь атомов в молекулах различается. Бутан - простейший алкан, проявляющий конституционную изомерию. Бутан имеет два конституциональных изомера, сам бутан и изобутен.
CH 3 CH 2 CH 2 CH 3
Бутан Изобутан / 2-метилпропан
В стереоизомерах атомы связаны в той же последовательности, в отличие от структурных изомеров. Стереоизомеры различаются только расположением атомов в пространстве. Стереоизомеры могут быть двух типов: энантиомеры и диастереомеры. Диастереомеры - это стереоизомеры, молекулы которых не являются зеркальными изображениями друг друга. Цис-транс-изомеры 1,2-дихлорэтена являются диастереомерами. Энантиомеры представляют собой стереоизомеры, молекулы которых являются несуществующими зеркальными отображениями друг друга. Энантиомеры встречаются только с хиральными молекулами. Хиральная молекула определяется как молекула, которая не идентична своему зеркальному отображению. Следовательно, хиральная молекула и ее зеркальное отображение являются энантиомерами друг друга. Например, молекула 2-бутанола хиральна, а она и ее зеркальные отражения являются энантиомерами.
Резонанс
При написании структур Льюиса мы показываем только валентные электроны. За счет того, что атомы разделяют или переносят электроны, мы пытаемся придать каждому атому электронную конфигурацию благородного газа. Однако в этой попытке мы можем наложить искусственное расположение электронов. В результате для многих молекул и ионов можно записать более одной эквивалентной структуры Льюиса. Структуры, записанные путем изменения положения электронов, известны как резонансные структуры. Это структуры, которые существуют только теоретически. Резонансная структура утверждает два факта о резонансных структурах.
- Ни одна из резонансных структур не будет правильным представлением реальной молекулы; ни один из них не будет полностью напоминать химические и физические свойства реальной молекулы.
- Реальная молекула или ион лучше всего будет представлена гибридом всех резонансных структур.
Резонансные структуры показаны стрелкой. Ниже приведены резонансные структуры карбонат-иона (CO 3 2-).
Рентгеновские исследования показали, что настоящая молекула находится между этими резонансами. Согласно исследованиям, в карбонат-ионе все углерод-кислородные связи имеют одинаковую длину. Однако, согласно приведенным выше структурам, мы можем видеть, что одна является двойной связью, а две - одинарной связью. Следовательно, если эти резонансные структуры возникают отдельно, в идеале должны быть разные длины связи в ионе. Такая же длина связи указывает на то, что ни одна из этих структур фактически не присутствует в природе, а скорее существует ее гибрид.
В чем разница между изомерами и резонансом?
• В изомерах расположение атомов или пространственное расположение молекулы может отличаться. Но в резонансных структурах эти факторы не меняются. Скорее всего, у них есть только изменение положения электрона.
• Изомеры естественным образом присутствуют, но в действительности резонансных структур не существует. Это гипотетические структуры, которые ограничены только теорией.
