3. Изомерия. Структуралық ж әне кеңісгік формулалар мен модельдер Химиялық құрылыс теориясы бойьшша әрбір заттьщ өзіне сөйкес белгілі бір ғана химиялық қүрылысы болады
жүктеу/скачать 37,96 Kb.
|
|
3. Изомерия. Структуралық ж әне кеңісгік формулалар мен модельдер Химиялық құрылыс теориясы бойьшша әрбір заттьщ өзіне сөйкес белгілі бір ғана химиялық қүрылысы болады. Солай бола түрса да, бір молекулалық формулаға бірнеше заттар сөйкес келуі мүмкін. Бірақ олардың химиялық күрылысы және структуралық 13 формуласы әр түрлі болады. Мысалы, молекулалық формуласы С2НбО боЛып келетін екі зат белгілі: Н - С - С - ОН және і і » Н ЭТШ1 спирті У I1 Н-С-О-С-Н і і н н димстил эфирі Екі заттағы атомдардың байланысу төртібі өр түрлі. Сапалық пен сандық қурамдары және молекулалық массалары бірдей, бірақ қүрылыстары әр түрлі, соған сәйкес қасиеттері де әр түрлі заттарды изомерлер дейді. Көміртек атомдарының өзара немесе басқа элемент атомдарымен қосылу тәртібін изомерия күбылысы дейді. Демек, этил спирті мен диметил эфирі изомерлер болып саналды. Изомерия күбылысы органикалық химияда өте кең тараған және органикалық заттардың өте көп санды болуының басты бір себебі болады. Изомерияның, негізінен, екі түрі бар: структуралык және кеңістік (стереоизомерия) изомериялары. Структуралық изомерия молекуладағы атомдардың байланысу ретімен (төртібімен) ажыратылады. Структуралық изомерияның өзі екіге бөлінеді: көміртек тізбегінің (қаңқасының) изомериясы (тізбектік изомерия) және жағдай изомериясы. Тізбектік изомерия молекула қаңқасын түзетін көміртек атомдарының өзара байланысу ретіне тәуелді. Структуралық изомерлерді структуралық формулалармен өрнектейді. Мысалы, қаныққан көмірсутектердің өкілі С5Н ]2-ге 3-тізбектік изомерлер сәйкес келеді және оларды мьша төмендегі структуралық формулалар арқылы көрсетуге болады: н3с - сн2 - сн2 - сн2 - сн3 н3с - сн - сн2 - сн3 іі-пенган СН3 изопентан СН3 Н3С - С - СН3 СН3 тетрам етилметан Структуралық изомерияның екінші түрі жағдай изомериясы көміртек атомдарьшьщ бірдей тізбегіндегі функционалдық топтардың немесе еселік (екі, үш) байланыстардың орналасу 14 жагдайымен аныкталады. Функционалдық топтар дегеніміз органикадық қосылыстардың белгілі бір кластарына тән және сол қосылыстардыц маңызды қасиеттерін сииаттайтын атомдар тобы. Мысалы, -ОН спирттерге тән функционалдық топ; -N H 2 аминдерге; -СООН қышқыддарға төн топтар. Енді жағдай изомеріне мысал келтірелік: Н3С - СН2 - СН2 -ОН пропил спирті HjC - СНОН - СН3 изопропил спирті Кеңістік изомериясының (стереиозмерияның) структуралары бірдей болады да, атомдарының кеңістікте орналасуы әр түрлі болады. Бүған геометриялық (цис-, транс-) және оптикалық изомериялар жатады. Геометриялық цис- және трансизомериялар қос байланысы немесе жазық сақинасы бар қосылыстарда байқалады. Геометриялық изомерия қос байланыс арқылы байланысқан әрбір көміртектегі екі түрлі орынбасушылардың кеңістікте ор түрлі орналасуынан келіп туады. Қос байланыстағы көміртек атомдарының байланыс бойында еркін айналу мүмкіндігі жок, Соның салдарына екі орынбасушы қос байланыс жазықтығының бір жағында немесе екі жағында орналасуы мүмкін. Мысалы, структуралық формуласы НООС—НС=СН—СООН болып келетін екі негізді қышқылдың екі түрлі геометриялық изомерлері бар: н-с -соон н -с -соон цис - формасы малсин қышкылы Бүлардың физикалық шылықтар бар: балку t°C малеин қышқылы 130 фумар қьшіқылы 286 н-с -соон ноос-с -н транс - формасы фумар кьгшқылы қасиеттерінде едөуір айырма20°С 100 г. суда ерігіштігі 79 г. 0,7 г. Геометриялық изомерлердің кейбір химиялық қасиеттерінде де айырмашылықгар байқалады. Әдетте, геометриялық изомерлердің біреуі түрақгы болып келеді (көбінесе, цис-формасы). 15 Оптикалық изомерия молекулалардың кеңістіктегі асимметриясының және сәуле жазыкдығын бүру қабілетінің салдарынан туады. Оптикалық изомерия оптикалық активті заттарда байқалады (оксиқышқылдар, углеводтар, аминқышқылдары, т.б.). Структуралық және кеңістік изомериясынан басқа, атомдар тобьшың жай байланыс маңайында айналу салдарынан туатын, изомерияның ерекше бір түрі бұрылу немесе конформациялық изомерия да белгілі. Бұл II тараудың 5 тақырыбында толығырақ қарастырылады. Кеңістік формулалар және моделъдер, Органикалық қосылыстардың кеңістік құрылысын (стереохимиясын) сипаттау үшін проекциялық және перспективті формула жиі қолданылады. Бұл формулалармен біз курсты оқу барысында әрдайым кездесеміз. Органикалық молекулалардың стереохимиясын тетраэдрлік модельдермен көрнекті өрнектеуге болады. Қазіргі кезде кеңістік модельдерінің екі типі жиі қолданылады: шар-стерженьді және Стюарт-Бриглеб модельдері. Шар-стерженьді модельдерде атомдар шартгы түрде шар арқылы, ал олардың арасындағы байланыстар стержень арқылы өрнектелген. Мұндай модельдер атомдардың кеңістікте орналасуын жақсы көрсетеді. XX ғасырдың 30-жылдарының басында екінші типті модель, яғни Стюарт-Бриглеб моделі ұсынылды. Мұнда атомның рөлін радиусы атом радиусына пропорционал шарлар атқарды. Байланыс түзілудегі электрон бұлттарының өзара қабысуын корсету үшін шарлардан кесіп сегмент алады. Енді екі шарды кесілу жазықгығы бойынша біріктіргенде, олардың центрлерінің арақашықгығы атомдар арасының қашықгығына пропорционал болады. Бұл модельдер молекуланың кеңістік құрылысын шындыққа жақын өрнектейді. Бірақ, олар валенттік бұрышты және байланыс маңайындағы айналу бұрышын анализдеуге жарамсыз келеді. Бұл мақсаттар үшін, әдетте, стержендік модель пайдаланылады. Модельдердің өр түрлі типі І-суретте көрсетілген. жүктеу/скачать 37,96 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|