Разлика между изомери и резонанс

Изомери срещу резонанс | Резонансни структури срещу изомери | Конституционни изомери, стереоизомери, енантиомери, диастереомери
 

Молекула или йон със същата молекулна формула могат да съществуват по различни начини в зависимост от нарежданията на свързване, разликите в разпределението на заряда, начина, по който се подреждат в пространството и т.н.. 

изомери

Изомерите са различни съединения с една и съща молекулна формула. Съществуват различни видове изомери. Изомерите могат да бъдат разделени главно в две групи като конституционни изомери и стереоизомери. Конституционните изомери са изомери, при които свързаността на атомите се различава в молекулите. Бутанът е най-простият алкан, който показва конституционен изомеризъм. Бутанът има два конституционни изомера, самият бутан и изобутен.

СН₃СН₂СН₂СН₃                         

Бутан изобутан / 2-метилпропан

В стереоизомерите атомите са свързани в една и съща последователност, за разлика от конституционните изомери. Стереоизомерите се различават само по разположението на своите атоми в пространството. Стереоизомерите могат да бъдат от два типа, енантиомери и диастереомери. Диастереомерите са стереоизомери, чиито молекули не са огледални изображения една на друга. Цис транс изомерите на 1,2-дихлороетен са диастереомери. Енантиомерите са стереоизомери, чиито молекули са несъвместими огледални изображения една на друга. Енантиомерите се срещат само с хирални молекули. Хиралната молекула се определя като тази, която не е идентична със своето огледално изображение. Следователно, хиралната молекула и нейното огледално изображение са енантиомери една на друга. Например молекулата на 2-бутанол е хирална и тя и нейните огледални изображения са енантиомери.

резонанс

Когато пишем структури на Люис, показваме само валентни електрони. Като имаме атомите да споделят или прехвърлят електрони, ние се опитваме да дадем на всеки атом електронната конфигурация на благородния газ. Въпреки това, при този опит можем да наложим изкуствено местоположение на електроните. В резултат на това могат да бъдат написани повече от една еквивалентна структура на Люис за много молекули и йони. Структурите, написани чрез промяна на положението на електроните, са известни като резонансни структури. Това са структури, които съществуват само на теория. Резонансната структура посочва два факта за резонансните структури.

• Нито една от резонансните структури няма да бъде правилното представяне на действителната молекула; никой няма да наподобява напълно химичните и физичните свойства на действителната молекула.
• Действителната молекула или йонът ще бъдат най-добре представени от хибрид от всички резонансни структури.

Резонансните структури са показани със стрелката ↔. Следват резонансните структури на карбонатните йони (СО)₃^2-).

Рентгеновите изследвания показват, че действителната молекула е между тези резонанси. Според изследванията, всички въглерод-кислородни връзки са с еднаква дължина в карбонатния йон. Според горните структури обаче виждаме, че една е двойна връзка, а две са единични връзки. Следователно, ако тези резонансни структури се срещат отделно, в идеалния случай трябва да има различни дължини на връзката в йона. Същите дължини на облигации показват, че нито една от тези структури всъщност не присъства в природата, а хибрид на това съществува.