Izomerų ir rezonanso skirtumas

Izomerai vs rezonansas | Rezonansinės struktūros prieš izomerus | Konstituciniai izomerai, stereoizomerai, enantiomerai, diastereomerai
 

Molekulė ar jonas, turintis tą pačią molekulinę formulę, gali egzistuoti skirtingais būdais, priklausomai nuo sujungimo tvarkos, krūvio pasiskirstymo skirtumų, jų išdėstymo erdvėje ir kt.. 

Izomerai

Izomerai yra skirtingi junginiai, turintys tą pačią molekulinę formulę. Yra įvairių rūšių izomerų. Izomerai daugiausia gali būti suskirstyti į dvi grupes kaip konstituciniai izomerai ir stereoizomerai. Konstituciniai izomerai yra izomerai, kurių atomų jungiamumas molekulėse skiriasi. Butanas yra paprasčiausias alkanas, parodantis konstitucinį izomerizmą. Butanas turi du konstitucinius izomerus, patį butaną ir izobuteną.

CH₃CH₂CH₂CH₃                         

Butanas Izobutanas / 2-metilpropanas

Stereoizomeruose atomai yra sujungti ta pačia seka, skirtingai nei konstituciniai izomerai. Stereoizomerai skiriasi tik tuo, kad jų atomai yra erdvėje. Stereoizomerai gali būti dviejų tipų: enantiomerai ir diastereomerai. Diastereomerai yra stereoizomerai, kurių molekulės nėra veidrodiniai vienas kito vaizdai. 1,2-dichloreteno cis-trans-izomerai yra diastereomerai. Enantiomerai yra stereoizomerai, kurių molekulės yra neperleidžiamos viena kitos veidrodinės atvaizdos. Enantiomerai atsiranda tik su chiralinėmis molekulėmis. Chiralinė molekulė apibūdinama kaip tokia, kuri nėra tapati savo veidrodiniam vaizdui. Todėl chiralinė molekulė ir jos veidrodinis vaizdas yra vienas kito enantiomerai. Pavyzdžiui, 2-butanolio molekulė yra chiralinė, o ji ir jos veidrodiniai vaizdai yra enantiomerai.

Rezonansas

Rašydami Lewiso struktūras mes parodome tik valentinius elektronus. Turėdami atomus, kurie dalijasi arba perkelia elektronus, mes stengiamės kiekvienam atomui suteikti tauriųjų dujų elektroninę konfigūraciją. Tačiau šiuo bandymu galime elektronams nustatyti dirbtinę vietą. Todėl daugeliui molekulių ir jonų gali būti parašyta daugiau nei viena lygiavertė Lewis struktūra. Struktūros, parašytos keičiant elektronų padėtį, yra žinomos kaip rezonansinės struktūros. Tai struktūros, egzistuojančios tik teoriškai. Rezonansinė struktūra nurodo du faktus apie rezonansinę struktūrą.

• Nei viena iš rezonanso struktūrų nebus teisingai atspindinti tikrąją molekulę; nė vienas visiškai neprilygsta tikrosios molekulės cheminėms ir fizinėms savybėms.
• Faktinę molekulę arba joną geriausiai atspindės visų rezonansinių struktūrų hibridas.

Rezonansinės struktūros parodytos rodykle ↔. Toliau pateikiamos karbonato jonų (CO₃^2-).

Rentgeno tyrimai parodė, kad tikroji molekulė yra tarp šių rezonansų. Remiantis tyrimais, visi anglies-deguonies ryšiai yra vienodo ilgio karbonato jone. Tačiau pagal aukščiau pateiktas struktūras matome, kad viena yra dviguba jungtis, o dvi yra viengubos. Todėl, jei šios rezonansinės struktūros atsiranda atskirai, idealiu atveju jonų ilgiai turėtų būti skirtingi. Tie patys jungčių ilgiai rodo, kad nė viena iš šių struktūrų gamtoje iš tikrųjų nėra, veikiau jos hibridas.