Forskel mellem isomerer og resonans

2024 Forfatter: Alex Aldridge | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 13:35

Isomers vs Resonance | Resonansstrukturer vs isomerer | Konstitutionelle isomerer, Stereoisomerer, Enantiomerer, Diastereomerer

Et molekyle eller ion med den samme molekylære formel kan eksistere på forskellige måder afhængigt af bindingsrækkefølgen, ladningsfordelingsforskelle, måden de arrangerer sig selv i rummet osv.

Isomers

Isomerer er forskellige forbindelser med den samme molekylære formel. Der findes forskellige typer isomerer. Isomerer kan hovedsageligt opdeles i to grupper som konstitutionelle isomerer og stereoisomerer. Konstitutionelle isomerer er isomerer, hvor forbindelsen mellem atomer er forskellig i molekyler. Butan er den enkleste alkan, der viser konstitutionel isomerisme. Butan har to konstitutionelle isomerer, butan selv og isobuten.

CH₃CH₂CH₂CH₃

Butanisobutan/2-methylpropan

I stereoisomerer er atomer forbundet i samme sekvens, i modsætning til konstitutionelle isomerer. Stereoisomerer adskiller sig kun i arrangementet af deres atomer i rummet. Stereoisomerer kan være af to typer, enantiomerer og diastereomerer. Diastereomerer er stereoisomerer, hvis molekyler ikke er spejlbilleder af hinanden. Cis-trans-isomererne af 1,2-dichlorethen er diastereomerer. Enantiomerer er stereoisomerer, hvis molekyler er ikke-superposable spejlbilleder af hinanden. Enantiomerer forekommer kun med chirale molekyler. Et chir alt molekyle er defineret som et, der ikke er identisk med dets spejlbillede. Derfor er det chirale molekyle og dets spejlbillede enantiomerer af hinanden. For eksempel er 2-butanolmolekylet chir alt, og det og dets spejlbilleder er enantiomerer.

Resonance

Når vi skriver Lewis-strukturer, viser vi kun valenselektroner. Ved at lade atomerne dele eller overføre elektroner, forsøger vi at give hvert atom den ædelgas elektroniske konfiguration. Men ved dette forsøg kan vi påtvinge elektronerne en kunstig placering. Som et resultat kan mere end én ækvivalent Lewis-struktur skrives for mange molekyler og ioner. Strukturerne skrevet ved at ændre elektronernes position er kendt som resonansstrukturer. Det er strukturer, som kun eksisterer i teorien. Resonansstrukturen angiver to fakta om resonansstrukturerne.

• Ingen af resonansstrukturerne vil være den korrekte repræsentation af det faktiske molekyle; ingen vil fuldstændig ligne det faktiske molekyles kemiske og fysiske egenskaber.
• Det faktiske molekyle eller ionen vil bedst repræsenteres af en hybrid af alle resonansstrukturerne.

Resonansstrukturerne er vist med pilen ↔. Følgende er resonansstrukturerne for carbonation (CO₃^2-).

Røntgenundersøgelser har vist, at det faktiske molekyle er mellem disse resonanser. Ifølge undersøgelserne er alle carbon-oxygen-bindinger lige lange i carbonation. Men ifølge ovenstående strukturer kan vi se, at en er en dobbeltbinding, og to er enkeltbindinger. Derfor, hvis disse resonansstrukturer forekommer separat, bør der ideelt set være forskellige bindingslængder i ionen. De samme bindingslængder indikerer, at ingen af disse strukturer faktisk er til stede i naturen, snarere findes der en hybrid af dette.

Hvad er forskellen mellem isomerer og resonans?

• I isomerer kan atomarrangement eller rumligt arrangement af molekylet afvige. Men i resonansstrukturer ændres disse faktorer ikke. I stedet har de kun en ændring i en elektrons position.

• Isomerer er naturligt til stede, men resonansstrukturer eksisterer ikke i virkeligheden. De er hypotetiske strukturer, som kun er begrænset til teori.