Изомеры
Изомерия — это явление существования соединений, имеющих одинаковый количественный и качественный состав, но разное строение и химические свойства.
Таким образом, изомеры — соединения, имеющие одинаковый количественный и качественный состав, но разное строение и химические свойства.
Виды изомерии:
- Структурная — разный порядок соединения атомов при их одинаковом пространственном расположении:
- строения углеродного скелета (н-бутан и изобутан)
- положение кратных связей (бутен-1 и бутен-2)
- положение функциональной группы (пропанол-1 и пропанол-2)
- Пространственная (стереоизомерия) — разное положение (атомных групп) в пространстве, однако порядок соединения атомов одинаковый.
На ЕГЭ не встречалась оптическая изомерия (когда вокруг центрального (хирального атома) в пространстве вращаются 4 разных радикала), однако есть цис-транс-изомерия (геометрическая) (пример: цис-бутен-2 и транс-бутен-2).
Межклассовая изомерия
Межклассовые изомеры — это соединения, относящиеся к разным классам органических соединений, но имеющих одинаковый количественный состав.
Межклассовые изомеры:
- алканам никто не изомерен
- алкенам изомерны циклоалканы
- алкинам изомерны алкадиены и циклоалкены
- альдегидам изомерны кетоны
- одноатомным спиртам изомерны простые эфиры
- карбоновым кислотам изомерны сложные эфиры
- аминокислоты изомерны нитросоединениям
Геометрическая или цис-транс-изомерия
Для существования данного типа изомерии нужно:
- только двойная связь не у крайнего атома углерода. Есть нюанс, у этилена и пропена не будет геометрической изомерии, так как двойная связь всегда будет у крайнего атома углерода. Также исключением являются циклоалканы.
- разные радикалы у каждого атома углерода при двойной связи
- для циклоалканов также нужны разные радикалы у соседнего атома углерода
Гомологи
Гомологический ряд — ряд соединений, близких по свойствам (то есть соединения одного класса), но отличающихся по составу на одну гомологическую разность (-CH2).
Таким образом, гомологи — соединения, близкие по свойствам (то есть соединения одного класса), но отличающиеся по составу на одну гомологическую разность (-CH2). Определения очень похожи друг на друга.
Самые простые примеры гомологического ряда — это алканы.
Но чтобы вы запомнили лучше вот еще пример, метанол CH3-OH и этанол C2H5-OH, то есть идет увеличение углеродного скелета на -CH2 группу
Гибридизация атомов углерода
- При одинарной связи у атома углерода sp3-гибридизация
- При двойной связи, как между атомами углерода С=С, так и связью С=O, и кроме центрального атома в соединении H2C=C=CH2, будет sp2-гибридизация
- При тройной связи у атомов углерода и у центрального атома в соединении H2C=C=CH2 sp-гибридизация
Немного о строении веществ
- Любая sp3-гибридизация атома углерода имеет форму тетраэдра (тетраэдрический элемент). Длина одинарной связи самая большая 0,154 нм, угол равен 109°28'
- У алкенов угол связи равен 120°, длина связи 0,134 нм
- У алкинов при тройной связи молекула прямая, то есть угол равен 180°, длина 0,121 нм
Не стоит забывать и о молекуле бензола!
- Атомы углерода в sp2-гибридизации
- Связи полуторные, а не двойные, таким образом нужно запомнить, что в бензольном кольце сопряженная 𝝅-система, еще ее называют ароматической (это не ФИПИ!)
- Молекула плоская
- Угол при кратной связи равен 120°