Структурная изомерия
Структурная изомерия — это явление, при котором вещества имеют одинаковую молекулярную формулу, но различное соединение атомов в молекулах. Поэтому такие вещества являются разными соединениями и могут отличаться физическими и химическими свойствами.
Структурная изомерия характерна прежде всего для органических веществ. Она возможна, если атомы одного и того же состава можно соединить несколькими способами. Обычно изомеры принадлежат одному классу органических веществ, но иногда различие строения приводит к принадлежности к разным классам. При определении изомеров важно сначала записать молекулярную формулу, а затем сравнить порядок соединения атомов.
Основные случаи
- изомерия углеродного скелета — различается разветвлённость цепи атомов углерода;
- изомерия положения — сохраняется углеродный скелет, но меняется положение кратной связи, заместителя или функциональной группы;
- межклассовая структурная изомерия — одинаковая молекулярная формула соответствует веществам разных классов.
Первые два случая подробно рассматриваются как изомерия углеродного скелета и изомерия положения. Чтобы не спутать изомеры с представителями гомологического ряда, сравнивают именно молекулярные формулы: гомологи отличаются на одну или несколько групп \(\mathrm{CH_2}\), а изомеры имеют одну и ту же формулу.
Формуле \(\mathrm{C_4H_{10}}\) соответствуют два вещества. В первом четыре атома углерода образуют неразветвлённую цепь, во втором главная цепь содержит три атома углерода, а четвёртый образует боковое ответвление. Состав одинаков, но углеродный скелет различен, поэтому это структурные изомеры.
Изомеры имеют одинаковую молекулярную формулу, а гомологи — разные формулы, отличающиеся на \(\mathrm{CH_2}\). Например, \(\mathrm{C_3H_8}\) и \(\mathrm{C_4H_{10}}\) — не изомеры, а соседние члены одного гомологического ряда.
Какая пара веществ может быть структурными изомерами?
Главное
- Структурные изомеры имеют одинаковую молекулярную формулу, но разный порядок соединения атомов.
- Основные случаи — изомерия углеродного скелета, положения и межклассовая изомерия.
- Изомеры не являются гомологами: у гомологов молекулярные формулы различаются на \(\mathrm{CH_2}\) или несколько таких групп.