Hva er strukturelle isomerer?
Strukturelle isomerer er forbindelser med samme kjemiske formel som har forskjellige strukturer og egenskaper basert på hvordan deres bestående atomer er ordnet. For eksempel er det to strukturelle isomerer med den samme kjemiske formel C4H10, nemlig normal butan CH3CH2CH2CH3 og metylpropan (CH3) 2 CHCH2CH3. Det er interessant å merke seg at normal butan koker ved -0,5 grader celsius, mens metylpropan koker ved +28 grader celsius. Når antallet atomer vokser, øker antall isomerer. Det er tre strukturelle isomerer med kjemisk formel C 5 H 12 , fem med formel C 6 H 14 og ni med formel C 7 H 16 .
Strukturelle isomerer av karbon er ikke bare begrenset til karbon og hydrogen, selv om det er de mest kjente tilfellene av strukturell isomer. I husholdningenes medisinskap kan man finne C 3 H 8 O, eller isopropylalkohol, noen ganger identifisert som "å gni alkohol." Strukturformelen er CH3CH (OH) CH3. I tillegg er det n-propylalkohol, CH3CH2CH2 (OH) og til og med metyletyleter, CH30CH2CH3, selv om ingen av disse to forbindelsene sannsynligvis blir funnet i hjemmet. Det er også strukturelle isomerer av karbonforbindelser som inneholder andre atomer.
Det som gjør en slik overflod av isomere former mulig, er atomenene til noen få elementer - særlig karbon - er i stand til å knytte seg til hverandre. Dette skyldes arten av båndene mellom atomene. Tilstøtende karbonatomer er forbundet med kovalente bindinger, bindinger der deltakende atomer deler elektroner likt, i stedet for å overføre dem fra det ene atomet til det andre. For å illustrere, i vanlig bordsalt, NaCl, gir det deltagende natriumatom over det ene tilgjengelige elektronet til kloratom, og de to atomene tiltrekkes elektrostatisk. Ingenting som dette eksisterer mellom de sammenføyede karbonatomer i etan, C 2 H 6 .
Silisium og bor har samme evne til å binde seg til hverandre uten elektronoverføring. De strukturelle isomerer av silisium og bor er godt illustrert i silanene - forbindelser av silisium og hydrogen - og boranene - forbindelser av bor og hydrogen. Forbindelser med karbon og hydrogen begynner med molekylet metan, CH4. Analogt med dette begynner forbindelsene av silisium og hydrogen med silan, SiH4. Interessant er at forbindelsene av bor og hydrogen starter annerledes med boran, BH 3 - en forbindelse som bare er kjent i gassform som raskt dimeriserer for å danne B 2 H6.
Evnen til å danne strukturelle isomerer øker antallet mulige forbindelser sterkt med et nesten uendelig utvalg av egenskaper. Når det gjelder karbon, muliggjør strukturelle isomerer livets forbindelser. For silisium og bor gir det store mangfoldet av forbindelser forsknings- og produksjonsverdenene en mengde reagenser. En anvendelse av silanderivater er i belegg som gjør at biologisk ufarlige materialer kan festes til titanimplantatstrukturer. Når det gjelder boraner, kan de brukes i spesialiserte organiske synteser, i eksotiske brenselceller og til og med for rakettbrensel.