Как се правят изомери: формули

Опитайте се да разберете как да направите изомери. органична материя. Например, вземете наситените и ненаситените въглеводороди.

дефиниция

Първо разберете какво е изомерия. В зависимост от броя на въглеродните атоми в молекулата е възможно да се образуват съединения, които се различават по структура, физични и химични свойства. Изомеризмът е явление, което обяснява разнообразието от органични вещества.

Изомеризъм на наситени въглеводороди

Как да си направим изомери, обадете се на представители на този клас органични съединения? За да се справим със задачата, за начало избираме отличителните характеристики на този клас вещества. Наситени въглеводороди имат обща формула SpN2n + 2, в техните молекули са налице само прости (единични) връзки. Изомеризмът за представители на редица метани предполага съществуването на различни органични вещества, които имат същия качествен и количествен състав, но се различават по последователността на подреждане на атомите.

В присъствието на наситени въглеводороди с четири или повече въглеродни атома в състава се наблюдава изомеризъм на въглеродния скелет за членовете от този клас. Например, възможно е да се формулира формулата на веществата от изомерите на състава С5Н12 под формата на нормален пентан, 2-метилбутан, 2,2-диметилпропан.

последователност

Структурните изомери, характерни за алканите, се съставят с помощта на специфичен алгоритъм на действие. За да разберем как да съставим изомери на наситени въглеводороди, нека да разгледаме по-подробно този въпрос. Първо, ние разглеждаме пряката въглеродна верига, която няма допълнителни клонове. Например, в присъствието на шест въглеродни атома в една молекула е възможно да се получи формула от хексан. Тъй като алканите имат всички единични връзки, за тях могат да бъдат написани само структурни изомери.

Структурни изомери

За формулиране на формулите на възможните изомери, въглеродният скелет се съкращава с един атом С, превръща се в активна частица - радикал. Метиловата група може да бъде разположена на всички атоми във веригата, изключвайки екстремните атоми, като по този начин образува различни органични производни на алкани.

Например, можете да направите формула 2-метилпентан, 3-метилпентан. Тогава броят на въглеродните атоми в главната (основната) верига се намалява с още един, в резултат на което се появяват две активни метилови групи. Те могат да бъдат разположени при едни и същи или съседни въглеродни атоми, получавайки различни изомерни съединения.

Например, можете да създадете формули на два изомера: 2,2-диметилбутан, 2,3-диметилбутан, които се различават по физически характеристики. С последващото скъсяване на основния въглероден скелет могат да се получат други структурни изомери. Така че, за въглеводороди от ограничаваща серия, феноменът на изомеризма се обяснява с наличието на единични (прости) връзки в техните молекули.

Особености на алкеновата изомерия

За да се разбере как се правят изомери, е необходимо да се отбележат специфичните особености на този клас органични вещества. Ние имаме общата формула SpN2p. В молекулите на тези вещества, в допълнение към единичната връзка, има и двойна връзка, която влияе на количеството изомерни съединения. В допълнение към структурната изомерия, характерна за алканите, за този клас може да се отдели и изомерията на позицията на множествена връзка, междукласната изомерия.

Например, за въглеводород С4Н8 може да се формулират две формули, които се различават по подредбата на двойната връзка: бутен-1 и бутен-2.

За да разберем как се правят изомери с обща формула C4H8, трябва да имате представа, че освен алкени, цикличните въглеводороди имат една и съща обща формула. Като изомери, принадлежащи към циклични съединения, могат да бъдат представени циклобутан, както и метилциклопропан.

В допълнение, формулите на геометричните изомери могат да бъдат написани за ненаситени съединения на етиленовата серия: цис и транс форми. За въглеводороди, които имат двойна връзка между въглеродни атоми, са характерни няколко типа изомеризъм: структурна, междинна, геометрична.

алкини

За съединения, които принадлежат към този клас въглеводороди, общата формула е SpN2p-2. Сред отличителните характеристики на този клас могат да се споменат наличието на тройна връзка в молекулата. Един от тях е прост, образуван от хибридни облаци. Две връзки се образуват, когато нехибридните облаци се припокриват, те определят характеристиките на изомеризма от този клас.

Например, за въглеводород С5Н8 могат да се изработят формули на вещества с неразклонена въглеродна верига. Тъй като в оригиналното съединение има многократна връзка, тя може да бъде разположена по различен начин, образувайки penty-1, penty-2. Например, възможно е да се напише разгънатата и редуцирана формула на съединение с даден качествен и количествен състав, в който въглеродната верига ще бъде намалена с един атом, който ще бъде представен в съединението като радикал. В допълнение, съществуват междукласови изомери за алкини, които са диенови въглеводороди.

За въглеводороди, които имат тройна връзка, могат да се съставят изомери на въглеродния скелет, да се напишат диенови формули и също да се разгледат съединения с различно подреждане на множествена връзка.

заключение

При подготовката на структурните формули на органични вещества, кислородните атоми и въглеродните атоми могат да бъдат подредени по различни начини, произвеждащи вещества, наречени изомери. В зависимост от спецификата на класа на органичните съединения, броят на изомерите може да варира. Например, за въглеводороди от ограничителна серия, към които принадлежат съединенията от метановия ред, е характерна само структурната изомерия.

За хомолози на етилен, които се характеризират с наличието на множествена (двойна) връзка, в допълнение към структурните изомери, може да се вземе предвид и изомерията на позицията на множествена връзка. В допълнение, други съединения, които принадлежат към клас циклоалкани, имат една и съща обща формула, тоест е възможна междукласова изомерия.

За кислородсъдържащи вещества, например, за карбоксилни киселини, могат също да бъдат написани формули на оптични изомери.