Isomere gegen Resonanz | Resonanzstrukturen gegen Isomere | Konstitutionelle Isomere, Stereoisomere, Enantiomere, Diastereomere
Ein Molekül oder Ion mit derselben Molekülformel kann auf unterschiedliche Weise existieren, abhängig von der Bindungsordnung, den Ladungsverteilungsunterschieden, der Art und Weise, wie sie sich im Raum anordnen usw.
Isomere
Isomere sind verschiedene Verbindungen mit der gleichen Summenformel. Es gibt verschiedene Arten von Isomeren. Isomere können hauptsächlich als konstitutionelle Isomere und Stereoisomere in zwei Gruppen unterteilt werden. Konstitutionelle Isomere sind Isomere, bei denen sich die Konnektivität von Atomen in Molekülen unterscheidet. Butan ist das einfachste Alkan, das eine konstitutionelle Isomerie aufweist. Butan hat zwei konstitutionelle Isomere, Butan selbst und Isobuten.
CH 3 CH 2 CH 2 CH 3
Butan Isobutan / 2-Methylpropan
In Stereoisomeren sind Atome im Gegensatz zu konstitutionellen Isomeren in derselben Reihenfolge verbunden. Stereoisomere unterscheiden sich nur in der Anordnung ihrer Atome im Raum. Es gibt zwei Arten von Stereoisomeren: Enantiomere und Diastereomere. Diastereomere sind Stereoisomere, deren Moleküle keine gespiegelten Bilder voneinander sind. Die cis-trans-Isomere von 1,2-Dichlorethen sind Diastereomere. Enantiomere sind Stereoisomere, deren Moleküle nicht überlagerbare Spiegelbilder voneinander sind. Enantiomere kommen nur bei chiralen Molekülen vor. Ein chirales Molekül ist definiert als eines, das nicht mit seinem Spiegelbild identisch ist. Daher sind das chirale Molekül und sein Spiegelbild Enantiomere voneinander. Zum Beispiel ist das 2-Butanol-Molekül chiral und es und seine Spiegelbilder sind Enantiomere.
Resonanz
Beim Schreiben von Lewis-Strukturen zeigen wir nur Valenzelektronen. Indem die Atome Elektronen teilen oder übertragen, versuchen wir, jedem Atom die elektronische Konfiguration des Edelgases zu geben. Bei diesem Versuch können wir den Elektronen jedoch einen künstlichen Ort auferlegen. Infolgedessen können mehr als eine äquivalente Lewis-Struktur für viele Moleküle und Ionen geschrieben werden. Die durch Ändern der Position der Elektronen geschriebenen Strukturen werden als Resonanzstrukturen bezeichnet. Dies sind Strukturen, die nur theoretisch existieren. Die Resonanzstruktur gibt zwei Tatsachen über die Resonanzstrukturen an.
- Keine der Resonanzstrukturen ist die korrekte Darstellung des tatsächlichen Moleküls; Keiner wird den chemischen und physikalischen Eigenschaften des tatsächlichen Moleküls vollständig ähneln.
- Das tatsächliche Molekül oder das Ion wird am besten durch einen Hybrid aller Resonanzstrukturen dargestellt.
Die Resonanzstrukturen sind mit dem Pfeil ↔ dargestellt. Es folgen die Resonanzstrukturen von Carbonationen (CO 3 2-).
Röntgenuntersuchungen haben gezeigt, dass sich das eigentliche Molekül zwischen diesen Resonanzen befindet. Den Studien zufolge sind alle Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen in Carbonationen gleich lang. Gemäß den obigen Strukturen können wir jedoch sehen, dass eine eine Doppelbindung und zwei Einfachbindungen sind. Wenn diese Resonanzstrukturen getrennt auftreten, sollte das Ion daher idealerweise unterschiedliche Bindungslängen aufweisen. Die gleichen Bindungslängen weisen darauf hin, dass keine dieser Strukturen tatsächlich in der Natur vorhanden ist, sondern dass ein Hybrid davon existiert.
Was ist der Unterschied zwischen Isomeren und Resonanz?
• In Isomeren kann die atomare Anordnung oder räumliche Anordnung des Moleküls unterschiedlich sein. In Resonanzstrukturen ändern sich diese Faktoren jedoch nicht. Sie haben vielmehr nur eine Positionsänderung eines Elektrons.
• Isomere sind natürlich vorhanden, aber Resonanzstrukturen existieren in der Realität nicht. Es sind hypothetische Strukturen, die nur auf die Theorie beschränkt sind.
