تعريف الأيزومر وأمثلة في الكيمياء

الأيزومر هو نوع كيميائي له نفس عدد وأنواع ذرات كنوع كيميائي آخر ولكن له خصائص مميزة لأن الذرات مرتبة في هياكل كيميائية مختلفة. عندما يمكن للذرات أن تفترض تكوينات مختلفة ، فإن الظاهرة تسمى الايزومرية. هناك عدة فئات من الايزومرات ، بما في ذلك الايزومرات الهيكلية ، نظائر هندسية، أيزومرات بصرية ، وإيزومرات مجسمة. يمكن أن تحدث الأزمرة بشكل عفوي أم لا ، اعتمادًا على ما إذا كانت طاقة الترابط للتكوينات قابلة للمقارنة.

والفئتان العريضتان من أيزومرات هي أيزومرات هيكلية (تسمى أيضًا أيزومرات دستورية) وإيزومرات مجسمة (تسمى أيضًا أيزومرات مكانية).

الايزومرات الهيكلية: في هذا النوع من الأيزومرية ، يتم الجمع بين الذرات والمجموعات الوظيفية بشكل مختلف. أيزومرات هيكلية لها أسماء IUPAC مختلفة. مثال على ذلك هو تغيير الموقع الذي يظهر في 1-فلوروبروبان و 2 فلوروبروبان.

تشمل أنواع الأيزومرية الهيكلية الأيزومرية المتسلسلة ، حيث تتمتع سلاسل الهيدروكربونات بدرجات متفرعة من التفرع ؛ أزمرة المجموعة الوظيفية ، حيث يمكن تقسيم المجموعة الوظيفية إلى مجموعات مختلفة ؛ والأيزومرية الهيكلية ، حيث تختلف سلسلة الكربون الرئيسية.

Tautomers هي أيزومرات هيكلية يمكنها التحويل تلقائيًا بين الأشكال. مثال على ذلك هو keto / enol tautomerism ، حيث يتحرك البروتون بين ذرة كربون وأكسجين.

مجسمات: إن بنية الروابط بين الذرات والمجموعات الوظيفية هي نفسها في الفراغية المجسمة ، ولكن يمكن أن يتغير التموضع الهندسي.

تتضمن هذه الفئة من الأيزومرات enantiomers (أو الأيزومرات البصرية) ، والتي هي صور مرآة غير قابلة للتطبيق لبعضها البعض ، مثل اليد اليسرى واليمنى. تحتوي Enantiomers دائمًا مراكز مراوان. غالبًا ما تُظهر Enantiomers خصائص فيزيائية ونشاطات كيميائية متشابهة ، على الرغم من أن الجزيئات قد تتميز بكيفية استقطاب الضوء. في التفاعلات البيوكيميائية ، عادة ما تتفاعل الإنزيمات مع أحد المتجانسات في تفضيلها على الآخر. مثال على زوج من enantiomers هو (S) - (+) - حمض اللاكتيك و (R) - (-) - حمض اللاكتيك.

بدلاً من ذلك ، قد تكون أيزومرات مجسمة عبارة عن دياستيروميرات ، وهي ليست صورًا مرآة لبعضها البعض. قد تحتوي Diastereomers على مراكز مراوان ، ولكن هناك أيزومرات بدون مراكز مراوان وتلك ليست حتى مراوان. مثال على زوج من diastereomers هو D-threose و D-erythrose. عادة ما يكون للدياستروميرات خصائص فيزيائية ونشاطات تفاعلية مختلفة عن بعضها البعض.

ايزومرات المطابقة (المطابقة): يمكن استخدام التشكل لتصنيف الايزومرات. قد تكون المُحَوِلات متجانسة ، أو دياستيروميرات ، أو دوّامات.

هناك أنظمة مختلفة تُستخدم لتحديد أيزومرات ستيريو ، بما في ذلك cis-trans و E / Z.

Pentane و 2-methylbutane و 2،2-dimethylpropane هي ايزومرات هيكلية لبعضها البعض.

الأيزومرات مهمة بشكل خاص في التغذية والطب لأن الإنزيمات تميل إلى العمل على أيزومر على آخر. الزانثينات المستبدلة هي مثال جيد على أيزومر موجود في الطعام والأدوية. الثيوبرومين والكافيين والثيوفيلين هي أيزومرات ، تختلف في وضع مجموعات الميثيل. يحدث مثال آخر على الايزومرية في أدوية الفينثيل أمين. فينترمين هو مركب غير كروي يمكن استخدامه كمثبط للشهية ولكنه لا يعمل كمنشط. تؤدي إعادة ترتيب نفس الذرات إلى إنتاج ديكستروميثامفيتامين ، وهو منبه أقوى من الأمفيتامين.

عادة ما يشير مصطلح أيزومر إلى ترتيبات مختلفة للذرات في الجزيئات. ومع ذلك ، هناك أيضًا أيزومرات نووية. أ أيزومر نووي أو دولة غير مستقرة هي ذرة لها نفس العدد الذري ورقم الكتلة مثل ذرة أخرى لهذا العنصر ولكن لديها حالة إثارة مختلفة داخل النواة الذرية.