Изомерия

Изомерия (изо... және грекше meros – үлесі, бөлігі) – құрамы мен молекулалық массасы бойынша бірдей, бірақ физикалық және химиялық қасиеттері әр түрлі болатын қосылыстардың (негізінен, органикалық) болуын сипаттайтын құбылыс. Мұндай қосылыстар изомерлер деп аталады.

Изомерлердің түрлері

Изомерия құбылысы, негізінен, органикалық қосылыстар арасында кең тараған. Ол құрылымдық және кеңістіктік (стереоизомерия) болып екі түрге бөлінеді. Құрылымдық изомерия бір-біріне молекуладағы атомдар арасындағы байланыстар ретінде, ал кеңістіктік изомерия атомдар арасындағы байланыс бірдей бола отырып атомдардың кеңістікте орналасуына қарай ажыратылады. Құрылымдық изомерияның бірнеше түрі бар:

1) Көміртек атомдарының өзара байланысының әр түрлі орналасуына тәуелді изомерия. Қанық көмірсутектер үшін изомерия бутаннан басталады: СН3 – СН2 – СН2 – СН3 (н – бутан), СН3 – – – СН3 (изобутан). Бутанның екі изомері болса, пентанда үшеу, ал С20Н42 қосылысы үшін 366319 изомер жазуға болады, яғни көміртек саны көбейген сайын изомер саны да арта береді;

2) Көміртек атомының сутекке алмасқан топтары молекула құрамында әр түрлі орын алады. Мысалы, бутил спиртінің мынадай изомериясы бар: СН3 – СН2 – СН2 – ОН, СН3 – СН2 – СНОН – –СН3;

3) Метамерия – көп валентті атом мен құрамы және құрылысы әр түрлі радикалдардың байланысы. Мысалы, жай эфир үшін екі түрлі изомер жазуға болады: метилпропил эфирі СН3 – О– – СН2 – СН2 – СН3, диэтил эфирі СН3 – СН2 – О– – СН2 – СН3;

4) Құрылымдық изомерияның ерекше түрі таутомерия (динамикалық изомерия) – қосылыстың екі не одан да көп изомерлі түрлерінің белгілі жағдайда бір-біріне жеңіл алмасу қасиеті. Мысалы: ацетосірке эфирінің молекуласы тепе-теңдіктегі қоспалар түрінде болады: СН3––СН2–СООС2Н5 СН3–=СН–СООС2 Н5.

Кеңістіктік изомерия геометриялық, оптикалық изомерия болып екі түрге бөлінеді:

1) Геометриялық изомерия, көбінесе, қос байланысты қосылыстарда кездеседі: >С=C<; >С=N–; –N=N–. Изомерлердің болуына қос байланыс әсер етеді;

2) Оптикалық изомерия молекула құрылысының асимметриялығынан болады. Оптикалық изомерия молекулада көміртек атомының басқа түрі төрт атомдармен немесе топтармен (асимметриялық атом) байланысынан пайда болады. Мұндай атомды асимметриялық атом деп атайды, ал молекуласы екі изомерлік түрден тұрады. Изомерия заңдылықтары арқылы кейбір қосылыстардың қандай изомерлер бере алатынын алдын ала білуге болады.