Геометриялық изомерлер және құрылымдық изомерлер
Изомерлер - бірдей молекулалық формуласы бар әртүрлі қосылыстар. Изомерлердің әртүрлі түрлері бар. Изомерлерді негізінен конституциялық изомерлер және стереоизомерлер деп екі топқа бөлуге болады. Конституциялық изомерлер - атомдардың байланысы молекулаларында ерекшеленетін изомерлер. Стереоизомерлердегі атомдар конституциялық изомерлерден айырмашылығы бір реттілікпен қосылады. Стереоизомерлер атомдарының кеңістікте орналасуымен ғана ерекшеленеді. Стереоизомерлер энантиомерлер және диастереомерлер екі түрлі болуы мүмкін. Диастереомерлер стереоизомерлер, олардың молекулалары бір-бірінің айна бейнесі емес. Энантиомерлер стереоизомерлер болып табылады, олардың молекулалары бір-бірінің айнадағы бейнелері болып табылады. Энантиомерлер тек хиральды молекулалармен кездеседі. Хиральды молекула оның айнадағы кескінімен бірдей емес деп анықталады. Демек, хиральды молекула мен оның айнадағы бейнесі бір-бірінің энантиомерлері болып табылады. Мысалы, 2-бутанол молекуласы хиральды, ал ол және оның айнадағы кескіндері энантиомерлер.
Геометриялық изомерлер
Геометриялық изомерлер – стереоизомерлер түрі. Изомерлердің бұл түрі, негізінен, қос байланысқа байланысты молекулалардың шектеулі айналуы кезінде пайда болады. Бір көміртек – көміртегі байланысы болғанда, айналу мүмкін. Сондықтан атомдарды қалай салсақ та, олардың орналасуы бірдей болады. Бірақ көміртегі-көміртектің қос байланысы болған кезде, біз молекуладағы атомдардың екі орналасуын сала аламыз. Алынған изомерлер цис, транс изомерлер немесе E-Z изомерлер деп аталады. Цис изомерінде бірдей типтегі атомдар молекуланың бір жағында болады. Бірақ транс изомерінде бірдей типтегі атомдар молекуланың қарама-қарсы жағында болады. Мысалы, 1, 2-дихлорэтан үшін cis және trans құрылымдары келесідей.
Молекуланың геометриялық изомерлері болуы үшін тек қос байланыстың болуы ғана жеткіліксіз. Қос байланыстың бір ұшына бекітілген екі атом немесе топ әртүрлі болуы керек. Мысалы, келесі молекулада геометриялық изомерлер жоқ, сол жақтағы екі атом да сутегі болып табылады. Осыған байланысты, егер оны цис немесе транс түрінде салсақ, екі молекула да бірдей болады.
Бірақ қосылған төрт топтың немесе атомның барлығының әртүрлі болуы маңызды емес. Бұл жағдайда оларды E немесе Z деп атауға болады.
Құрылымдық изомерлер
Бұлар конституциялық изомерлер ретінде де белгілі. Конституциялық изомерлер - атомдардың байланысы молекулалары бойынша әр түрлі болатын изомерлер. Бутан - конституциялық изомерияны көрсететін ең қарапайым алкан. Бутанның екі конституциялық изомері бар, бутанның өзі және изобутен.
Олардың байланыстары әртүрлі болғандықтан, екі молекуланың физикалық және химиялық қасиеттері әртүрлі. Құрылымдық изомерлер көмірсутектер арқылы түзілуі мүмкін, оларда кемінде төрт көміртек атомы бар. Скелеттік, позициялық және функционалды топтық изомерлер ретінде құрылымдық изомерлердің үш түрі бар. Скелеттік изомерияда, жоғарыда келтірілген мысалда келтірілгендей, қаңқа әртүрлі изомерлерді беру үшін қайта реттеледі. Позициялық изомерлерде функционалды топ немесе басқа топ орнын өзгертеді. Функционалдық топ изомерлерінің формулалары бірдей болғанымен, молекулалар әртүрлі функционалды топтарға ие болуымен ерекшеленеді.
Геометриялық изомерлер мен құрылымдық изомерлердің айырмашылығы неде?
• Геометриялық изомерлер стереоизомерлер. Демек, изомерлер атомдардың байланыстарына байланысты әр түрлі болатын құрылымдық изомерлермен салыстырғанда байланыстар да бірдей. Геометриялық изомерлерде олар кеңістіктегі үш өлшемді орналасуына байланысты ерекшеленеді.
• Молекула үшін көбінесе cis, trans немесе E, Z сияқты екі геометриялық изомер болады, бірақ молекула үшін құрылымдық изомерлердің көп саны болуы мүмкін.
• Геометриялық изомерия негізінен көміртек-көміртек қос байланысы бар молекула арқылы көрсетіледі. Құрылымдық изомерия алкандар, алкендер, алкиндер және ароматты қосылыстар арқылы да көрсетіледі.
