Что такое изомеры?
Содержание
Изомеры — это вещества, которые обладают одинаковым атомным составом, но различной структурой химической решетки, как следствие совершенно иными физическими и химическими свойствами.
Явление наличия в природе разных форм веществ называют изомерией.
История возникновения термина
Термин изомерия был введен в обиход в 1830 году Йёнсом Якобом Берцелиусом — шведским химиком и минералогом, поводом послужило исследование свойств винной и виноградной кислоты, данные химические вещества похожи по физическим качествам, но обладают разными свойствами.
Раскрытие терминологии до современного понимания появилось в середине 19 века, благодаря исследованиям Александра Михайловича Бутлерова — русского химика.
Виды изомерии
Выделяются следующие различия в химическом строении веществ. Это может быть изомерия:
- углеродной цепочки (обусловлена разным порядком углеродных атомов, наиболее простым примером является бутан и изобутан);
- валентная (перевод изомерных веществ друг в друга только посредством перераспределения химических связей, преимущественно из-за действия высокой температуры);
- функциональной группы (вещества отличны функциональными группами, такими изомерами являются диметиловый эфир и обычный этанол);
- пространственная изомерия (химическое строение одинаковое, но расстояние между молекулами и размер молекул различны, для обозначения подобной изомерии даже разработана специальная стереохимическая номенклатура);
- метамерия (один из типов структурной изомерии, к уникальной черте относят разность распределения обычных углеродных атомов с углеводородными радикалами, молекула в обязательном порядке должна быть разделена так называемым гетероатомом);
- оптическая изомерия (зеркальными веществами являются молекулы с разным зарядом и одинаковой величиной вращения плоскости поляризации световой волны, а также физическими и химическими свойствами).
Изомерией крайне малой распространенности является диастереомерия (комбинации пространственных изомеров без образования пространственных антиподов), изомерия положения (различия в положении функциональных одинаковых групп при однотипном углеродном скелете химического вещества).
Процесс изомеризации
Изомеризация — это процесс превращения структурных изомеров друг в друга. Хорошим примером данного процесса является переход нормальных алканов в изоалканы, широко применяется на практике, а именно для повышения октанового числа моторного топлива.
Изомерия способствует открытию большого числа новых химических соединений. Например, ученые-химики предполагают, что число различных изомеров дециловых спиртов более 500.
В настоящий момент открыто всего 70, так что у будущего поколения химиков еще есть работа.
Основные исследовательские методы изомерии
Наибольшую популярность в вопросе изучения изомерии и открытия новых химических соединений получили топологические методы.
Они позволяют разложить крупные структура на малые подсистемы и в дальнейшем их тщательно изучать. Для исследований прибегают к помощи оптики, компьютерных средств обработки крупных массивов данных.
Заключение
Мы рассмотрели в статье понятие изомерии, виды изомерии, процесс изомеризации и основные исследовательские методы. Вкратце, изомерия — изменение химической структуры без изменения атомного состава.
Самые распространенные виды изомерии — изменение углеродной цепочки, валентная, функциональной группы, оптическая.
Изомеризация — это процесс протекания изомерии химического вещества, обычно происходит под высокой температурой воздуха.
Занимайтесь на курсах ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu и получите максимум баллов на экзамене:
