Co jsou to izomery?

Izomery jsou chemické sloučeniny, které mají stejné molekulární vzorce - což znamená, že jsou složeny ze stejného počtu stejných typů atomů - ale mají různé struktury nebo uspořádání v prostoru. Například pentan je organická sloučenina složená z pěti atomů uhlíku a 12 atomů vodíku. Dva izomery pentanu zahrnují nerozvětvený pentan, ve kterém jsou atomy uhlíku uspořádány v lineárním řetězci, a isopentan nebo methylbutan, ve kterém jsou čtyři atomy uhlíku uspořádány v lineárním řetězci, zatímco páté větve se oddělují od jednoho z vnitřních atomů uhlíku. Oba mají stejné molekulové vzorce, ale skutečné uspořádání jejich atomů se liší. Izomery jsou důležité, protože sloučeniny s různými strukturami, i když obsahují stejné atomy, mohou mít drasticky odlišné chemické vlastnosti.

Sloučeniny se stejnými molekulárními vzorci se mohou strukturálně lišit dvěma způsoby. Zaprvé se strukturální izomery liší ve skutečném strukturním uspořádání atomů. Funkční skupiny, které tvoří sloučeniny, jsou spojeny dohromady různými způsoby a v různých uspořádáních. Stereoizomery jsou naproti tomu uspořádány stejným způsobem, pokud jde o polohu funkčních skupin, ale liší se v relativních pozicích v prostoru. Dvě molekuly mohou mít například stejné atomy a stejnou strukturu, ale mohou se také jednat o nepřekrývající se zrcadlové obrazy navzájem, a proto by se jednalo o isomery.

Izomery jsou velmi důležité, protože různé sloučeniny, i když mají stejné molekulové vzorce, mohou mít odlišné chemické vlastnosti. To platí i pro stereoizomery, které jsou povrchně téměř totožné. Jedna sloučenina může být například důležitou účinnou látkou v léčivu, zatímco její nepřekrývající se zrcadlový obrazový izomer může být naprosto neúčinný nebo dokonce škodlivý. Sloučeniny s různým uspořádáním často reagují drasticky odlišným způsobem s jinými atomy a sloučeninami. Mohou se lišit v tom, s jakými chemikáliemi reagují, nebo v míře, v jaké reagují s různými chemikáliemi.

Mnoho chemických reakcí vytváří směs různých izomerů - to platí zejména o stereoizomerech - proto chemici musí často používat různé metody k izolaci konkrétního isomeru, o který mají zájem. K oddělení isomerů lze použít mnoho různých metod založených na různých chemických vlastnostech. Některé sloučeniny se stejnými molekulárními vzorci se mohou například vařit při různých teplotách, takže je lze použít k destilaci destilací. Jiní reagují s různými sloučeninami, takže chemické reakce mohou být použity k odstranění jednoho izomeru, zatímco ponechává sledovanou sloučeninu nezměněnou.