Виды изомерии органических веществ

В органической химии существует понятие изомеров. Это молекулы с одинаковым количеством атомов каждого элемента, но отличающиеся структурой или пространственным расположением. Существуют миллионы изомеров. Их принято делить на группы: цепочечные, позиционные, функциональные, геометрические и оптические.

Цепочечные изомеры

Цепочечные изомеры имеют молекулы с одинаковой структурой, но отличаются составом углеродного «скелета» - основой, на которой размещены все атомы. Все органические молекулы скрепляются цепочками атомов углерода. И эта связь может быть организована по-разному: либо одной непрерывной цепью, либо в виде цепочек с несколькими боковыми ответвлениями групп атомов углерода. Названия изомеров отличаются между собой, чтобы отразить это различие. Ответвления от основной цепи часто могут быть представлены более чем в одном варианте. Это приводит к большому числу возможных изомеров, так как число атомов углерода в молекуле увеличивается.

Позиционные изомеры

Позиционные изомеры различаются положением «функциональной группы атомов» в молекуле. Такая группа в органической химии является частью молекулы, которая придает ей уникальные свойства. Существует множество различных функциональных групп. Наиболее распространенным из них даются названия: углеводородные, галогенные, водородные и т.д.

Функциональные изомеры

У функциональных изомеров основная группа не меняет своего положения, а изменяется формула вещества. Это возможно путем перестановки атомов в молекуле и при их соединении друг с другом различными способами. Например, стандартная прямая цепочка алкана (содержащего только атомы углерода и водорода) может иметь функциональную группу, которая представляет собой циклоалкан. Это вещество является просто атомами углерода соединенными друг с другом таким образом, что они образуют кольцо. Различные изомеры могут существовать для одних и тех же функциональных групп.

Геометрические изомеры

Геометрическая изомерия, на самом деле, термин, который «настоятельно не рекомендуется» Международным союзом теоретической и прикладной химии. Тем не менее, обозначение «геометрическая изомерия» по-прежнему используется во многих школьных и вузовских учебниках для обозначения такого класса веществ.

Этот тип изомерии наиболее часто включает двойные углеродные связи. Вращательное движение этих связей сильно ограничено, по сравнению с одинарными связями, которые могут вращаться свободно. Если в двойном типе связи две цепочки меняются местами, возникает изомер.

Оптические изомеры

Оптические изомеры получили такое название за счет влияния на них плоскополяризованного света. Они, как правило (но не всегда), содержат хиральный центр. Это молекула углерода, состоящая из четырех различных атомов (или групп атомов), прикрепленных к нему. Эти атомы или группы могут быть расположены по-разному вокруг центральной части. Таким образом, молекула преломляет свет не так как другие.

Важность изомерии

Изомеры одной и той же молекулы обладают различными свойствами. Эта особенность широко применяется в химии для получения новых химических соединений из уже существующих.