Co to są izomery?
Izomery są związkami chemicznymi, które mają te same wzory molekularne - co oznacza, że składają się z tej samej liczby tych samych rodzajów atomów - ale mają różne struktury lub układy w przestrzeni. Na przykład pentan jest związkiem organicznym złożonym z pięciu atomów węgla i 12 atomów wodoru. Dwa izomery pentanu obejmują nierozgałęziony pentan, w którym węgle są ułożone w liniowy łańcuch, oraz izopentan lub metylobutan, w którym cztery węgle są ułożone w liniowy łańcuch, podczas gdy piąty rozgałęzia się od jednego z wewnętrznych atomów węgla. Oba mają te same wzory molekularne, ale rzeczywiste rozmieszczenie ich atomów jest różne. Izomery są ważne, ponieważ związki o różnych strukturach, nawet jeśli zawierają te same atomy, mogą mieć drastycznie różne właściwości chemiczne.
Związki o tych samych wzorach molekularnych mogą różnić się strukturalnie na dwa sposoby. Po pierwsze, izomery strukturalne różnią się faktycznymi układami strukturalnymi atomów. Grupy funkcyjne, które tworzą związki, są łączone ze sobą na różne sposoby i w różnych układach. Z drugiej strony stereoizomery są rozmieszczone w taki sam sposób pod względem pozycji grup funkcyjnych, ale różnią się względnymi pozycjami w przestrzeni. Dwie cząsteczki mogą, na przykład, mieć te same atomy i tę samą strukturę, ale mogą być również wzajemnie nienakładającymi się lustrzanymi odbiciami i dlatego byłyby izomerami.
Izomery są bardzo ważne, ponieważ różne związki, nawet jeśli mają te same wzory cząsteczkowe, mogą mieć różne właściwości chemiczne. Dotyczy to nawet stereoizomerów, które powierzchownie są prawie identyczne. Jeden związek może, na przykład, być ważnym składnikiem aktywnym leku, podczas gdy jego nie nakładający się izomer odbicia lustrzanego może być całkowicie nieskuteczny, a nawet szkodliwy. Związki o różnych układach często reagują drastycznie na różne sposoby z innymi atomami i związkami. Mogą różnić się, w zależności od chemikaliów, z którymi reagują lub w jakiej szybkości reagują z różnymi chemikaliami.
Wiele reakcji chemicznych tworzy mieszaninę różnych izomerów - szczególnie dotyczy to stereoizomerów - dlatego chemicy często muszą stosować różne metody w celu wyizolowania konkretnego izomeru, który ich interesuje. Do oddzielania izomerów można zastosować wiele różnych metod opartych na różnych właściwościach chemicznych. Niektóre związki o identycznych wzorach molekularnych mogą, na przykład, gotować się w różnych temperaturach, więc do ich rozdzielenia można zastosować destylację. Inne reagują z różnymi związkami, więc reakcje chemiczne można zastosować do usunięcia jednego izomeru, pozostawiając związek będący przedmiotem zainteresowania w stanie niezmienionym.