Izomēru un rezonanses atšķirība

Izomēri pret rezonansi | Rezonanses struktūras pret izomēriem Konstitucionālie izomēri, stereoizomēri, enantiomēri, diastereomēri
 

Molekulu vai jonu ar vienādu molekulāro formulu var pastāvēt dažādos veidos atkarībā no saistīšanas kārtības, lādiņa sadalījuma atšķirībām, veida, kādā tās sakārtojas telpā utt.. 

Izomēri

Izomēri ir dažādi savienojumi ar vienādu molekulu formulu. Ir dažādi izomēru veidi. Izomērus galvenokārt var iedalīt divās grupās kā konstitucionālos izomērus un stereoizomērus. Konstitucionālie izomēri ir izomēri, kur atomu savienojamība molekulās atšķiras. Butāns ir vienkāršākais alkāns, kas parāda konstitucionālo izomerismu. Butānam ir divi konstitucionāli izomēri, pats butāns un izobutēns.

CH₃CH₂CH₂CH₃                         

Butāns Izobutāns / 2-metilpropāns

Stereoizomēros atomi ir savienoti vienā secībā, atšķirībā no konstitucionālajiem izomēriem. Stereoizomēri atšķiras tikai ar to atomu izvietojumu telpā. Stereoizomēri var būt divu veidu: enantiomēri un diastereomēri. Diastereomēri ir stereoizomēri, kuru molekulas nav viena otra spoguļattēli. 1,2-dihloretiēna cis-transizomēri ir diastereomēri. Enantiomēri ir stereoizomēri, kuru molekulas nav viena otras spoguļattēli. Enantiomēri rodas tikai ar hirālām molekulām. Hirālā molekula tiek definēta kā tāda, kas nav identiska tās spoguļattēlam. Tāpēc hirālā molekula un tās spoguļattēls ir viens otra enantiomēri. Piemēram, 2-butanola molekula ir hirāla, un tā, kā arī tās spoguļattēli ir enantiomēri.

Rezonanse

Rakstot Lūisa struktūras, mēs parādām tikai valences elektronus. Tā kā atomi dalās vai pārnes elektronus, mēs mēģinām katram atomam piešķirt cēlgāzes elektronisko konfigurāciju. Tomēr šajā mēģinājumā mēs elektroniem varam uzlikt mākslīgu atrašanās vietu. Tā rezultātā daudzām molekulām un joniem var uzrakstīt vairāk nekā vienu ekvivalentu Lūisa struktūru. Struktūras, kas uzrakstītas, mainot elektronu stāvokli, ir zināmas kā rezonanses struktūras. Tās ir struktūras, kas pastāv tikai teorētiski. Rezonanses struktūra norāda divus faktus par rezonanses struktūrām.

• Neviena no rezonanses struktūrām nebūs pareizs faktiskās molekulas attēlojums; neviens pilnībā neatgādinās faktiskās molekulas ķīmiskās un fizikālās īpašības.
• Faktisko molekulu vai jonu vislabāk attēlo visu rezonanses struktūru hibrīds.

Resonanses struktūras ir parādītas ar bultiņu ↔. Tālāk ir parādītas karbonātu jonu (CO₃^2-).

Rentgenstaru pētījumi parādīja, ka faktiskā molekula atrodas starp šīm rezonansēm. Saskaņā ar pētījumiem visas oglekļa-skābekļa saites karbonāta jonā ir vienāda garuma. Tomēr saskaņā ar iepriekšminētajām struktūrām mēs redzam, ka viena ir divkāršā saite, un divas ir vienas saites. Tāpēc, ja šīs rezonanses struktūras rodas atsevišķi, ideālā gadījumā joniem vajadzētu būt atšķirīgiem saišu garumiem. Tie paši saišu garumi norāda, ka neviena no šīm struktūrām dabā faktiski nepastāv, drīzāk pastāv tās hibrīds.