Розглянемо на прикладі алкану З 6 Н 14.
1. Спочатку зображаємо молекулу лінійного ізомеру (її вуглецевий скелет)
2. Потім ланцюг скорочуємо на 1 атом вуглецю і цей атом приєднуємо до якогось атома вуглецю ланцюга як відгалуження від нього, виключаючи крайні положення:
(2) або (3)
Якщо приєднати вуглецевий атом до одного з крайніх положень, то хімічна будова ланцюга не зміниться:
Крім того, слід стежити, щоб не було повторів. Так, структура
ідентична структурі (2).
3. Коли всі положення основного ланцюга вичерпано, скорочуємо ланцюг ще на 1 атом вуглецю:
Тепер у бічних відгалуженнях розмістяться 2 атоми вуглецю. Тут можливі такі поєднання атомів:
Бічний заступник може складатися з 2-х або більше послідовно з'єднаних атомів вуглецю, але для гексану ізомерів з такими бічними відгалуженнями не існує, і структура
ідентична структурі (3).
Бічний заступник - С-С можна розміщувати тільки в ланцюгу, що містить не менше 5-ти вуглецевих атомів і приєднувати його можна тільки до 3-го і далі атома від кінця ланцюга.
4. Після побудови вуглецевого скелета ізомеру необхідно доповнити всі вуглецеві атоми в молекулі зв'язками з воднем, враховуючи, що вуглець чотиривалентний.
Отже, складу З 6 Н 14відповідає 5 ізомерів:
2) 
3) 
4) 
5) 
Поворотна ізомерія алканів
Характерною особливістю s-зв'язків є те, що електронна щільність в них розподілена симетрично щодо осі, що з'єднує ядра атомів, що зв'язуються (циліндрична або обертальна симетрія). Тому обертання атомів навколо s-зв'язку не призводитиме до її розриву. В результаті внутрішньомолекулярного обертання по s-зв'язків С-С молекули алканів, починаючи з етану С 2 Н 6 можуть приймати різні геометричні форми.
Різні просторові форми молекули, що переходять одна в одну шляхом обертання навколо s-зв'язків С–С, називають конформаціями або поворотними ізомерами(Конформери).
Поворотні ізомери молекули є енергетично нерівноцінними її станами. Їхнє взаємоперетворення відбувається швидко і постійно в результаті теплового руху. Тому поворотні ізомери не вдається виділити в індивідуальному вигляді, але їхнє існування доведене фізичними методами. Деякі конформації більш стійкі (енергетично вигідні) і молекула перебуває у таких станах тривалий час.
Розглянемо поворотні ізомери з прикладу етану Н 3 С–СН 3:
При обертанні однієї групи СН 3 щодо іншої виникає безліч різних форм молекули, серед яких виділяють дві характерні конформації ( Аі Б), що відрізняються поворотом на 60°:
Ці поворотні ізомери етану відрізняються відстанями між атомами водню, з'єднаними з різними атомами вуглецю.
У конформації Аатоми водню зближені (затуляють один одного), їхнє відштовхування велике, енергія молекули максимальна. Така конформація називається "заслоненою", вона енергетично невигідна і молекула переходить у конформацію Б, Де відстані між атомами Н у різних атомів вуглецю найбільше і, відповідно, відштовхування мінімально. Ця конформація називається "загальмованою", т.к. вона енергетично вигідніша і молекула перебуває у цій формі більше часу.
З подовженням вуглецевого ланцюга кількість помітних конформацій збільшується. Так, обертання центрального зв'язку в н-бутані
призводить до чотирьох поворотних ізомерів:
Найбільш стійким є конформер IV, у якому групи СН 3 максимально віддалені друг від друга. Залежність потенційної енергії н-бутану від кута обертання збудувати з учнями на дошці.
Оптична ізомерія
Якщо атом вуглецю в молекулі пов'язаний із чотирма різними атомами або атомними групами, наприклад:
то можливе існування двох з'єднань з однаковою структурною формулою, але які відрізняються просторовою будовою. Молекули таких сполук відносяться одна до одної як предмет та його дзеркальне зображення і є просторовими ізомерами.
Ізомерія цього виду називається оптичною, ізомери – оптичними ізомерами або оптичними антиподами:
Молекули оптичних ізомерів несумісні у просторі (як ліва і права руки), у яких відсутня площина симетрії.
Таким чином, оптичними ізомерами називаються просторові ізомери, молекули яких відносяться між собою як предмет та несумісне з ним дзеркальне зображення.
Оптичні ізомери мають однакові фізичні та хімічні властивості, але відрізняються ставленням до поляризованого світла. Такі ізомери мають оптичну активність (один з них обертає площину поляризованого світла вліво, а інший - на такий самий кут вправо). Відмінності у хімічних властивостях спостерігаються лише у реакціях з оптично активними реагентами.
Оптична ізомерія проявляється в органічних речовин різних класів і відіграє важливу роль у хімії природних сполук.
Ну гаразд, можливо і не так багато.
Щоб перебрати все, і жодного не пропустити, можна вигадати кілька підходів. Мені подобається ось такий: Беремо етен (етилен) СН2 = СН2. Він відрізняється від гептену на 5 атомів вуглецю (С5Н10). Щоб перебрати всі можливі ізомери, потрібно відібрати у етену один атом водню і віддати його фрагменту С5Н10. Вийде алкіл С5Н11, і його потрібно приєднати до залишку етену (етенил СН2=СН-) на місце відібраного водню.
1) Сам алкіл С5Н11 може мати кілька ізомерів. Найпростіший з прямим ланцюгом -СН2-СН2-СН2-СН2-СН3 (пентил, або аміл). З нього і етенілу утворюється гептен-1 (або 1-гептен, або гепт-1-ен), який називають просто гептен СН2=СН-СН2-СН2-СН2-СН2-СН3.
2а) Якщо в пентілі перемістимо один водень від атома С2 до атома С1, то отримаємо пентил-2 (або 2-пентил, або пент-2-іл) СН3-СН(-)-СН2-СН2-СН3. Рисочка у дужках означає, що паличку потрібно накреслити вгору чи вниз, і що тут неспарений електрон, і цим місцем пентил-2 приєднається до етенілу. Вийде СН2=СН-СН(СН3)-СН2-СН2-СН3 3-метилгексен-1 або 3-метил-1-гексен або 3-метилгекс-1-ен. Сподіваюся, Ви зрозуміли принцип утворення альтернативних назв, тому для згадуваних у подальшому з'єднань даватиму тільки одну назву.
2б) Якщо в пентілі перемістимо один водень від атома С3 до атома С1, то отримаємо пентил-3 СН3-СН2-СН(-)-СН2-СН3. З'єднуючи його з етенілом отримаємо СН2=СН-СН(СН2-СН3)-СН2-СН3 3-етилпентен-1
3а,б) Пентил ізомеризуємо в ланцюжок з 4 атомів вуглецю (бутил), що має одну метильну групу. Ця метильна група може бути приєднана до атома С2 або С3 бутил. Отримаємо відповідно 2-метилбутил-СН2-СН(СН3)-СН2-СН3 і 3-метилбутил-СН2-СН2-СН(СН3)-СН3, а приєднуючи їх до етенілу отримаємо ще два ізомери С7Н14 СН2=СН-СН2- СН3)-СН2-СН3 4-метилгексен-1 і СН2=СН-СН2-СН2-СН(СН3)-СН3 5-метилгексен-1.
4а,б) Тепер у бутилі перемістимо рису до атома С2, отримаємо 2-бутил СН3-СН(-)-СН2-СН3. Але нам потрібно додати ще один атом вуглецю (замінити Н СН3). Якщо ми додамо цей метил до одного з кінцевих атомів, отримаємо вже розглянуті пентил-3 і пентил-2. А ось, приєднання метилу до одного з середніх атомів дасть два нових алкілу СН3-С(СН3)(-)-СН2-СН3 2-метил-2-бутил- і СН3-СН(-)-СН(СН3)-СН3 2 -метил-2-бутил-.
Приєднуючи їх до етенілу отримаємо ще два ізомери С7Н14 СН2=СН-С(СН3)2-СН2-СН3 3,3-диметил-пентен-1 і СН2=СН-СН(СН3)-СН(СН3)-СН3 3,4 -Диметил-пентен-1.
5) Тепер при побудові алкілу залишимо ланцюжок із 3 атомів вуглецю -СН2-СН2-СН3. Відсутні 2 атоми вуглецю можна приєднати або у вигляді етилу, або у вигляді двох метилів. У разі приєднання як етила отримаємо вже розглянуті варіанти. А ось два метили можна приєднати або обидва до першого, або один до першого, один до другого атомів вуглецю, або обидва до другого. У першому та другому випадках отримаємо вже розглянуті варіанти, а в останньому - новий алкіл -СН2-С(СН3)2-СН3 2,2-диметилпропіл, а приєднуючи його до етеніл отримаємо СН2=СН-СН2-С(СН3)2- СН3 4,4-диметилпентен-1.
У такий спосіб вже отримали 8 ізомерів. Зазначимо, що у цих ізомерах подвійний зв'язок перебуває в кінці ланцюга, тобто. пов'язує атоми С1 та С2. Такі олефіни (з подвійним зв'язком на кінці називаються термінальними). У термінальних олефінів немає цис-транс-изомерии.
Далі фрагмент С5Н10 розділимо на два фрагменти. Це можна зробити двома способами СН2 + С4Н8 та С2Н4 + С3Н6. З фрагментів СН2 та С2Н4 можна побудувати тільки за одним варіантом алкілів (СН3 та СН2-СН3). З фрагмента С3Н6 можна утворити пропіл-СН2-СН2-СН3 та ізопропіл СН3-СН(-)-СН3.
З фрагмента С4Н8 можна побудувати наступні алкіли -СН2-СН2-СН2-СН3 - бутіл-1, СН3-СН(-)-СН2-СН3 - бутил-2, -СН2-СН(СН3)-СН3 - ізобутил (2-метилпропіл ) і-С(СН3)2-СН3 - третбутил (2,2-диметилетил).
Для доповнення їх до алкілів з молекули етену відірву два атоми водню. Це можна зробити трьома способами: відірвати обидва атоми водню від одного і того ж атома вуглецю (тоді вийдуть термінальні олефіни) або по одному від кожного. У другому варіанті ці два атоми водню можна відірвати з одного й того ж боку щодо подвійного зв'язку (вийдуть цис ізомери), і з різних сторін (вийдуть трансізомери).
СН2=С(СН3)-СН2-СН2-СН2-СН3 - 2-метилгексен-1;
СН2=С(СН3)-СН(СН3)-СН2-СН3 - 2,3-диметилпентен-1;
СН2=С(СН3)-СН2-СН(СН3)-СН3 - 2,4-диметилпентен-1;
СН2=С(СН3)-С(СН3)2-СН3 - 2,3,3-триметил-бутен-1.
СН2=С(СН2СН3)-СН2-СН2-СН3 - 2-етилпентен-1 або 3-метиленгексан;
СН2=С(СН2СН3)-СН(СН3)-СН3 - 2-етил-3-метилбутен-1 або 2-метил-3-метиленпентан.
СН3-СН=СН-СН2-СН2-СН2-СН3 - гептен-2 (цис та транс ізомери);
СН3-СН=СН-СН(СН3)-СН2-СН3 - 4-метилгексен-2 (цис та транс ізомери);
СН3-СН=СН-СН2-СН(СН3)-СН3 - 5-метилгексен-2 (цис та транс ізомери);
СН3-СН=СН-С(СН3)2-СН3 - 4,4-диметилпентен-2 (цис та транс ізомери);
СН3-СН2-СН=СН-СН2-СН2-СН3 - гептен-3 (цис та транс ізомери);
СН3-СН2-СН=СН-СН(СН3)-СН3 - 2-метилгексен-3 (цис та транс ізомери).
Ну ось, з олефінами начебто нд. Залишилися циклоалкани.
У циклоалканах кілька атомів вуглецю утворюють цикл. Умовно його можна як плоский цикл. Тому якщо до циклу приєднані два замісники (у різних атомів вуглецю), то вони можуть бути розташовані по одну сторону (цис-ізомери) або по різні сторони (транс-ізомери) площини циклу.
Намалюйте семикутник. У кожній вершині поставте СН2. Вийшов циклогептан;
Тепер намалюйте шестикутник. У п'ятьох вершинах напишіть СН2, а в одній СН-СН3. Вийшов метилциклогексан;
Намалюйте п'ятикутник. У одній вершині намалюйте СН-СН2-СН3, а інших СН2. етилциклопентан;
Намалюйте п'ятикутник. У двох вершинах поспіль намалюйте СН-СН3, а інших СН2. Вийшов 1,2-диметилпентан (цис-і транс-ізомери);
Намалюйте п'ятикутник. У двох вершинах через одну намалюйте СН-СН3, а інших СН2. Вийшов 1,3-диметилпентан (цис-і транс-ізомери);
Намалюйте чотирикутник. У трьох вершинах намалюйте СН2, а в одній СН, і до нього приєднайте СН2-СН2-СН3. Вийшов пропілциклобутан;
Намалюйте чотирикутник. У трьох вершинах намалюйте СН2, а в одній СН і до нього приєднайте -СН(СН3)-СН3. Вийшов ізопропілциклобутан;
Намалюйте чотирикутник. У трьох вершинах намалюйте СН2, а однієї С, і до нього приєднайте групи СН3 і СН2-СН3. Вийшов 1-метил-1-етилциклобутан;
Намалюйте чотирикутник. У двох вершинах поспіль намалюйте СН2, а двох інших СН. До одного СН прималюйте СН3, а до іншого СН2-СН3. Вийшов 1-метил-2-етилциклобутан (цис-і транс-ізомери);
Намалюйте чотирикутник. У двох вершинах через одну намалюйте СН2, а двох інших СН. До одного СН прималюйте СН3, а до іншого СН2-СН3. Вийшов 1-метил-3-етилциклобутан (цис-і транс-ізомери);
Намалюйте чотирикутник. У двох вершинах поспіль намалюйте СН2, в одній СН, в одній С. До СН прималюйте СН3, а С дві групи СН3. Вийшов 1,1,2-диметилциклобутан;
Органічна хімія – не така вже й легка.
Щось можна здогадатися за допомогою логічних міркувань.
А десь логіка не допоможе, треба позубрити.
Як, наприклад, у цьому питанні.
Ось дивимося формули:
Вуглеводні, що відповідають формулі С17Н14, відносяться як до алкенів, так і до циклоалканів. Тому, як сказав Вам у коментарі Рафаїл, їх дуже багато. У алкенів (внутрішньокласова ізомерія) існують три види ізомерії: 1). ізомерія положення подвійного зв'язку; 2). ізомерію вуглецевого скелета; 3). а в деяких алкенів існують просторові цис-і транс-ізомери. А у циклоалканів усередині цього класу існує ізомерія замкнутого циклу, а в деяких циклоалканів є цис-і транс-ізомери. Необхідно визначитися із класом сполук.
Насправді, їх досить багато, тому не наводитиму їх усі:
Ось деякі їхні представники:
Але їх ще багато і чесно кажучи, запам'ятати всіх представників усіх ізомерів цього складу дуже важко.
Не дуже просте завдання, точніше не дуже швидке. Можу навести не всі, але більше 20 ізомерів для зазначеного складу:
Якщо завдання малюнки скласти, то я вам співчуваю, але ось виявив кілька зображень зі складеними ланцюгами ізомерів:
Кріпіться, загалом!
Гексан є органічною сполукою, відомою як вуглеводень. Молекула гексану складається лише з атомів вуглецю та водню в ланцюговій структурі. У статті наводиться структурна формула та ізомери гексану, а також реакції гексану з іншими речовинами.
Найчастіше речовина екстрагується шляхом переробки сирої нафти. Таким чином, це загальний компонент бензину, який використовується в автомобілях та інших двигунах внутрішнього згоряння. Крім того, він має безліч застосувань у домашній, лабораторній чи промисловій обстановці. Щоб зрозуміти, що таке гексан, дізнайтеся більше про його властивості та здібності.
Гексан зазвичай є безбарвною рідиною, найбільш відомою як розчинник.
Гексан - це речовина, що складається з вуглецю та водню, яка найчастіше виділяється як побічний продукт переробки нафти або сирої нафти. При кімнатній це безбарвна рідина, і вона має багато застосувань у промисловості. Наприклад, це дуже популярний розчинник і часто використовується у промислових очисниках; він також часто використовується для вилучення олій з овочів, особливо соєвих бобів. Здебільшого бензин містить бензин. Хоча більшість експертів кажуть, що з'єднання є нетоксичним і представляє тільки низькі ризики для і тварин, у багатьох місцях, як і раніше, існує багато суперечок, коли йдеться про те, як часто він включається, іноді без повного розкриття інформації, в і споживачі продукти.
Фізичні властивості гексану
Гексан з'являється у вигляді безбарвної рідини із запахом нафти, який стабільний за кімнатної температури. Існує кілька різних типів гексану, але їх властивості схожі. Його плавлення відбувається при -139,54 градуси за Фаренгейтом, а його температура кипіння становить 154,04 градуси за Фаренгейтом. Точки плавлення та точки кипіння змінюються залежно від типу гексану. Гексан має молярну масу 86,18 г на міль. Це неполярна молекула і вона не розчиняється у воді.
Гексан: формула
Зазвичай це вважається відносно простою молекулою.Як вказує шістнадцятковий префікс, він має шість атомів вуглецю, які супроводжуються 14 атомами водню, що дає йому молекулярну формулу C6H14.Вуглеводи пов'язані ланцюгами поспіль, один за одним.Кожен вуглець має принаймні два атоми водню, прикріплених до нього, за винятком першого та останнього вуглецю, які мають три.Завдяки своєму ексклюзивному вуглець-водневому складу і тому факту, що він має тільки зв'язки, його можна класифікувати як алкан із прямим ланцюгом.Формула гексану позначається як CH3CH2CH2CH2CH2CH3, але частіше пишеться як C6H14.
Гексан має 6 атомів вуглецю (чорний) та 14 атомів водню (білий).
Структурна формула гексану
структура гексану така, що префікс "hex" у назві гексану вказує, що молекула гексану має шість атомів вуглецю. Ці атоми розташовані в ланцюжку і з'єднані разом із одинарними зв'язками. Кожен атом вуглецю має щонайменше два атоми водню, прикріплених до кінцевих атомів вуглецю, що мають три. Ця ланцюгова структура з атомами вуглецю і водню означає, що вона класифікується як алкан, де відбувається суфікс його назви. Гексан виражається як CH3CH2CH2CH2CH2CH3, але найчастіше виражається як C6H14. Інші ізомери гексану мають різні структури. Вони зазвичай розгалужені, а не мають довгий шестикутний ланцюг.Звідки походить і як витягти гексан?
Гексан видобувається в різних місцях у природі, але зазвичай найбільш легко доступний у нафтових родовищах. Часто це пов'язано з тим, що бензин містить його у високих концентраціях. Коли нафту та нафтовмісні олії видобуваються і рафінуються, хіміки часто можуть виділяти сполуку, яка потім може бути очищена та продана на комерційній основі.
Гексан є природним з'єднанням, яке зустрічається в декількох місцях в природі. Однак гексан найчастіше все ж таки витягується з нафти шляхом переробки сирої нафти. Промисловий гексан екстрагується фракцією, що кипить при температурах 149 градусів за Фаренгейтом до 158 градусів за Фаренгейтом. Відмінності в температурах та процесах очищення пояснюють різні типи гексану та їх різні властивості.
Найбільш поширене застосування гексану як промислового очищувача. Оскільки він не розчинний у воді, він ефективний для відокремлення від інших речовин, а також від руйнування молекул. Це робить його ефективним як знежирюючий засіб. Це не звичайна присадка для побутових засобів для чищення, і користувачі, швидше за все, знайдуть її в засобів для чищення для важкої техніки і промислового обладнання. Крім того, він також є ефективним для зв'язування матеріалів разом і є загальним інгредієнтом у клеях різного призначення.
Вплив гексану без правильного обладнання безпеки може призвести до тривалого пошкодження або навіть до .
Лабораторне використання
Гексан також використовується у лабораторних умовах. Зокрема, він використовується як розчинник при хроматографії. Це популярна розділення, що використовується вченими для ідентифікації різних компонентів сполуки або невідомої речовини. На додаток до хроматографії гексан є популярним розчинником для використання у різних реакціях та процесах. Крім того, використовують гексан для відділення олії та жиру при аналізі ґрунту та води.Нафтопереробка
Інше використання гексану потрібне для переробки нафти. Виробники екстрагують олії з арахісу, сої та кукурудзи для приготування олії. Виробники обробляють овочі гексаном, який ефективно руйнує продукти для вилучення олії.Багато видів рослин та овочів обробляються цією хімічною речовиною для вилучення їх олій та білків з подальшим використанням в інших продуктах. Соєві боби, арахіс та кукурудза є одними з найпоширеніших. З'єднання часто здатне руйнувати ці продукти дуже ефективно, а отримані олії зазвичай готові до перепакування і або продаються, або використовуються в готових продуктах з дуже невеликою додатковою обробкою.
Інше загальне використання гексану
Так само добре, як при руйнуванні сполук, гексан у поєднанні з іншими неводними розчинними сполуками може допомогти посилити властивість речовини. Наприклад, він часто згадується як інгредієнт у шкіряному та взуттєвому клеї, а іноді використовується також у покрівельних або плиткових клеях.
Незважаючи на використання у харчовій промисловості, гексан є токсичною речовиною. Тому, користувачі повинні обережно поводитися з цим компонентом і дотримуватись належних запобіжних заходів. Вдихання гексану є однією з найпоширеніших проблем. При очищенні за допомогою гексану або використання гексану в лабораторії надягніть респіратор і працюйте в приміщенні, що добре провітрюється.Крім того, користувачі повинні уникати влучення продукту в . Нарешті, користувачі повинні завжди носити рукавички під час роботи з гексаном. При використанні належних заходів безпеки та обробки гексан зазвичай безпечний у використанні. EPA класифікував гексан як групу D або не класифікував його канцерогенність для .
Зазвичай вважається, що гексан є токсичним або, принаймні, шкідливим при вдиханні, і були випадки на робочому місці і навіть смерті, коли щодня проводили вдихаючи його пари. Це найбільше поширене на заводах, де переробляються відходи нафти, відбувається промислове очищення або деякі інші виробничі. Довгий вплив гексану може викликати , запаморочення та нудоту, які з часом погіршуються.
Були також питання про гексанові залишки, які затримуються в рослинних оліях, особливо коли вони з'являються у харчових продуктах, доступних на загальному ринку. Деякі захисники стверджують, що присутність цього хімікату є неприйнятною та небезпечною, тоді як інші кажуть, що вона не повинна бути причиною. У більшості випадків кількість, яка насправді потрапляє в їжу, дуже, дуже мало, але все ж таки не так багато відомо про те, як організм веде себе по відношенню навіть до цієї кількості. Більшість досліджень токсичності, які були проведені, були зосереджені на вдиханні та місцевому впливі на шкіру.
Деякі люди, які зазнають впливу гексану, відчувають запаморочення та нудоту, які згодом погіршуються.
Як купити продукти з гексаном ?
Магазин для промислових засобів для чищення, адгезивів та інших продуктів, що містять гексан запропонує вам будь-які його модифікації та специфікації. Використовуйте основні та розширені функції пошуку, щоб знайти потрібні продукти, ввівши ключові слова в рядок пошуку, знайдений на будь-якій сторінці будівельного сайту. Використовуйте меню уточнення, щоб звузити списки та полегшити їх сортування. Гексан є природним поєднанням з різними комерційними, промисловими та побутовими потребами. Формули ізомерів гексану
Питання: Які ізомери гексану ? (Будь ласка, намалюйте їх...)Відповідь:
Я навів 5 можливих вуглеводневих ізомерів гексану нижче.
Пояснення:
Нагадаємо, що ізомери мають одну і ту ж хімічну формулу (в даному випадку C6H14), але різні структурні формули і, отже, різні фізичні та хімічні властивості.
Структурні ізомери гексану
Наприклад візьмемо вуглеводні граничного і ненасиченого ряду.
Визначення
Спочатку з'ясуємо, що є явище ізомерії. Залежно від того, яка кількість вуглецевих атомів знаходиться в молекулі, можливе утворення сполук, що відрізняються за будовою, фізичними та хімічними властивостями. Ізомерія – це явище, яке пояснює різноманітність органічних речовин.
Ізомерія насичених вуглеводнів
Як скласти ізомери, назвати представників цього класу органічних сполук? Для того, щоб впоратися з поставленим завданням, спочатку виділимо відмінні характеристики даного класу речовин. Граничні вуглеводні мають загальну формулу СпН2п+2, у яких молекулах присутні лише прості (одинарні) зв'язку. Ізомерія для представників ряду метану передбачає існування різних органічних речовин, які мають однаковий якісний і кількісний склад, але відрізняються послідовністю розташування атомів.
За наявності у складі граничних вуглеводнів від чотирьох і більше атомів вуглецю представникам даного класу спостерігається ізомерія вуглецевого скелета. Наприклад, можна скласти формулу речовин ізомерів складу С5Н12 у вигляді нормального пентану, 2-метилбутану, 2,2-диметилпропану.
Послідовність
Структурні ізомери, характерні для алканів, становлять, використовуючи певний алгоритм дій. Для того щоб зрозуміти, як скласти ізомери насичених вуглеводнів, зупинимося на цьому питанні докладніше. Спочатку розглядається прямий вуглецевий ланцюжок, що не має додаткових розгалужень. Наприклад, за наявності в молекулі шести вуглецевих атомів можна скласти формулу гексану. Оскільки у алканів усі зв'язки одинарні, їм можна записати лише структурні ізомери.
Структурні ізомери
Щоб скласти формули можливих ізомерів, вуглецевий скелет коротшає на один атом С, він перетворюється на активну частинку - радикал. Метильна група може розташовуватися у всіх атомів у ланцюжку, крім крайніх атомів, утворюючи при цьому різні органічні похідні алканів.
Наприклад, можна скласти формулу 2-метилпентану, 3-метилпентану. Потім кількість атомів вуглецю в основний (головний) ланцюга зменшується ще один, у результаті утворюється дві активні метильні групи. Їх можна розташовувати при одному або сусідніх атомах вуглецевих, отримуючи різні ізомерні сполуки.
Наприклад, можна скласти формули двох ізомерів: 2,2-диметилбутану, 2,3-диметилбутану, що відрізняються за фізичними характеристиками. При подальшому скорочення основного вуглецевого скелета можна отримати й інші структурні ізомери. Отже, для вуглеводнів граничного ряду явище ізомерії пояснюється наявністю у молекулах одинарних (простих) зв'язків.
Особливості ізомерії алкенів
Щоб зрозуміти, як скласти ізомери, необхідно відзначити специфічні особливості даного класу органічних речовин. Ми маємо загальну формулу СпН2п. У молекулах даних речовин, крім одинарного зв'язку, є і подвійний зв'язок, який впливає на кількість ізомерних сполук. Крім структурної ізомерії, характерної для алканів, для цього класу можна виділити ізомерію положення кратного зв'язку, міжкласову ізомерію.
Наприклад, для вуглеводню складу С4Н8 можна скласти формули двох речовин, які відрізнятимуться за розташуванням подвійного зв'язку: бутена-1 і бутена-2.
Щоб зрозуміти, як скласти ізомери із загальною формулою С4Н8, потрібно мати уявлення про те, що, крім алкенів, таку ж загальну формулу мають і циклічні вуглеводні. Як ізомери, що належать до циклічних сполук, можна представити циклобутан, а також метилциклопропан.
Крім того, у ненасичених сполук ряду етилену можна записати формули геометричних ізомерів: цис і транс форм. Для вуглеводнів, які мають подвійний зв'язок між вуглецевими атомами, характерно кілька видів ізомерії: структурна, міжкласова, геометрична.
Алкіни
У сполук, що належать до даного класу вуглеводнів, загальна формула - СПН2п-2. Серед характерних рис цього класу можна згадати наявність потрійного зв'язку в молекулі. Одна з них є простою, утвореною гібридними хмарами. Два зв'язку утворюються при перекриванні негібридних хмар, вони визначають особливості ізомерії цього класу.
Наприклад, для вуглеводню складу С5Н8 можна скласти формули речовин, що мають нерозгалужену вуглецеву ланцюжок. Оскільки у вихідному з'єднанні є кратний зв'язок, він може розташовуватися по-різному, утворюючи пентин-1, пентин-2. Наприклад, можна записати розгорнуту і скорочену формулу з'єднання із заданим якісним і кількісним складом, в якому вуглецевий ланцюжок буде скорочено на один атом, який буде представлений у з'єднанні у вигляді радикала. Крім того, для алкінів існують і міжкласові ізомери, як виступають дієнові вуглеводні.
Для вуглеводнів, які мають потрійний зв'язок, можна скласти ізомери вуглецевого скелета, написати формули дієнів, а також розглянути сполуки з різним розташуванням кратного зв'язку.
Висновок
При складанні структурних формул органічних речовин можна по-різному розташовувати атоми кисню, вуглецю, одержуючи речовини, які називаються ізомерами. Залежно від специфіки класу органічних сполук, кількість ізомерів може бути різною. Наприклад, для вуглеводнів граничного ряду, до яких належать сполуки ряду метану, характерна лише структурна ізомерія.
Для гомологів етилену, які характеризуються наявністю кратного (подвійного) зв'язку, крім структурних ізомерів, можна також розглянути ізомерію положення кратного зв'язку. Крім того, таку ж загальну формулу мають інші сполуки, які відносяться до класу циклоалканів, тобто можлива міжкласова ізомерія.
Для кисневмісних речовин, наприклад, для карбонових кислот, також можна записати формули оптичних ізомерів.