Izomer és rezonancia különbség

Izomerek vs rezonancia | Rezonanciaszerkezetek vs izomerek | Alkotmányos izomerek, sztereoizomerek, enantiomerek, diasztereomerek
 

Az azonos molekulaképletű molekula vagy ion eltérő módon létezhet, a kötési sorrendtől, a töltéseloszlási különbségektől, attól függően, hogy miként rendeződnek a térben stb.. 

Az izomerek

Az izomerek különböző vegyületek, amelyek azonos molekulájúak. Különböző típusú izomerek léteznek. Az izomereket alapvetően két csoportra lehet osztani alkotmányos izomerekként és sztereoizomerekként. Az alkotmányos izomerek olyan izomerek, amelyekben az atomok összekapcsolhatósága molekulákban különbözik. A bután a legegyszerűbb alkán, amely alkotmányos izomerizmust mutat. A butánnak két alkotmányos izomerje van, maga a bután és az izobutén.

CH₃CH₂CH₂CH₃                         

Bután izobután / 2-metil-propán

A sztereoizomerekben az atomok ugyanabban a sorrendben kapcsolódnak, ellentétben az alkotmányos izomerekkel. A sztereoizomerek csak atomjaik térbeli elrendezésében különböznek egymástól. A sztereoizomerek kétféle lehetnek: enantiomerek és diasztereomerek. A diasztereomerek olyan sztereoizomerek, amelyek molekulái nem tükrözik egymás képeit. Az 1,2-diklór-etén cisz-transz-izomerjei diasztereomerek. Az enantiomerek olyan sztereoizomerek, amelyek molekulái nem szuperpergálható tükörképei egymásnak. Az enantiomerek csak királis molekulákkal fordulnak elő. A királis molekulát úgy definiáljuk, mint amely nem azonos a tükörképével. Ezért a királis molekula és tükörképe egymás enantiomerjei. Például a 2-butanol-molekula királis, és annak tükörképe enantiomerek.

Resonance

A Lewis-struktúrák írásakor csak valencia elektronokat mutatunk. Az atomok megosztásával vagy átvitelével az elektronokat megpróbáljuk minden atomnak megadni a nemesgáz elektronikus konfigurációjában. Ebben a kísérletben azonban mesterséges helyet állíthatunk be az elektronokra. Ennek eredményeként egynél több ekvivalens Lewis-struktúra írható sok molekula és ion számára. Az elektronok helyzetének megváltoztatásával írt szerkezeteket rezonanciaszerkezeteknek nevezzük. Ezek olyan struktúrák, amelyek csak elméletben léteznek. A rezonancia-struktúra két tényt állít fel a rezonancia-struktúrákkal kapcsolatban.

• A rezonanciaszerkezetek egyike sem fogja a valós molekula helyes ábrázolását; egyik sem teljesen hasonlít a tényleges molekula kémiai és fizikai tulajdonságaira.
• A tényleges molekulát vagy az iont az összes rezonanciaszerkezet hibridje reprezentálja a legjobban.

A rezonancia struktúrákat a nyíl jelzi ↔. Az alábbiakban bemutatjuk a karbonát-ion (CO₃^2-).

A röntgen vizsgálatok azt mutatták, hogy a tényleges molekula a fenti rezonanciák között van. A tanulmányok szerint az összes szén-oxigénkötés azonos hosszúságú karbonát-ionban van. A fenti struktúrák szerint azonban láthatjuk, hogy az egyik kettős kötés, kettő pedig egyszeres kötés. Ezért ha ezek a rezonancia-struktúrák külön fordulnak elő, akkor ideális esetben az ionban különböző kötéshosszúságnak kell lennie. Ugyanazon kötéshosszok jelzik, hogy ezen struktúrák egyike sem létezik a természetben, inkább ennek hibridje létezik.