Види ізомерії органічних речовин

Ізомерія - це досить важлива характеристика хімічних речовин, так як від будови і орієнтації молекули залежать її властивості. Види ізомерії, а також особливість структури речовин активно вивчаються і по сьогоднішній день.

Ізомерія і ізомеризація: що це таке?

Перш ніж розглядати основні види ізомерії, необхідно з`ясувати, що означає цей термін. Прийнято вважати, що ізомерія являє собою явище, коли хімічні сполуки (або ізомери) розрізняються будовою і розташуванням атомів, але разом з тим характеризуються однаковим складом і молекулярною масою.

Насправді термін «ізомеризація» з`явився в науці не так вже давно. Кілька століть тому було помічено, що деякі речовини з однаковими показниками молекулярної маси і одним і тим же набором атомів розрізняються своїми властивостями.

Як приклад можна привести виноградну і винну кислоти. Крім того, на початку дев`ятнадцятого століття між вченими Ю. Лібіх і Ф. Велером зав`язалася дискусія. В ході численних експериментів було визначено, що існує два різновиди речовини з формулою AgCNO - гримуче і ціановокислого срібло, які, незважаючи на один і той же склад, володіють різними властивостями. Вже в 1830 році в науку було введено поняття ізомеризації.

Надалі завдяки роботам А. Бутлерова та Я. Вант-Гоффа були пояснені явища просторової і структурної ізомерії.

Ізомеризація - це специфічна реакція, під час якої спостерігається перетворення структурних ізомерів один в одного. Як приклад можна взяти речовини з ряду алканів. Структурні види ізомерії алканів дозволяють перетворювати деякі речовини в ізоалкани. Таким чином, у промисловості підвищується октанове число палива. Варто згадати, що такі властивості мають величезне значення для розвитку промисловості.

Види ізомерії прийнято ділити на дві великі групи.

Структурна ізомерія та її різновиди

Структурна ізомерія - це явище, при якому ізомери розрізняються між собою хімічною будовою. Тут виділяють кілька окремих видів

1. Ізомерія вуглецевого скелета. Така форма характерна для вуглеців і пов`язана з різним порядком зв`язків між атомами вуглецю.

2. Ізомерія по положенню функціональної групи. Це явище пов`язане з різним становищем функціональної групи або груп в молекулі. Як приклад можна навести 4-хлорбутановую і 2-хлорбутановую кислоту.

3. Ізомерія кратних зв`язків. До речі, сюди можна віднести найпоширеніші види ізомерії алкенів. Ізомери розрізняються між собою становищем ненасиченої зв`язку.

4. Ізомерія функціональної групи. У цьому випадку загальний склад речовини зберігається, але властивості і характер самої функціональної групи змінюються. Як приклад можна привести диметиловий ефір і етанол.

Просторові види ізомерії

Стереоізомерія (просторова) пов`язана з різною орієнтацією молекул одного і того ж будови.

1. Оптична ізомерія (Енантіомери). Така форма пов`язана з обертанням функціональних груп навколо асиметричної зв`язку. У більшості випадків речовини має асиметричний атом вуглецю, який пов`язаний з чотирма заступниками. Таким чином, відбувається обертання площини поляризації світла. В результаті утворюються так звані дзеркальні антиподи та ізомери. Цікаво, що останні характеризуються практично однаковими властивостями.

2. діастереомер. Цим терміном позначають таку просторову изомерию, в результаті якої не утворюються речовини-антиподи.

Варто відзначити, що наявність можливих ізомерів в першу чергу пов`язано з кількістю вуглецевих зв`язків. Чим довше вуглецевий скелет, тим більше число ізомерів може утворитися.