الأيزومرات الهندسية. التزاوج المجسم

سبب ظهور التماثل الهندسي هو عدم وجود دوران حر حول الرابطة σ. هذا النوع من التماثل هو خاصية مميزة للمركبات التي تحتوي على رابطة مزدوجة والمركبات من سلسلة اليكسيليك.

الأيزومرات الهندسية هي مواد لها نفس الصيغة الجزيئية ، نفس تسلسل ترابط الذرات في الجزيئات ، ولكنها تختلف عن بعضها البعض من خلال الترتيب المختلف للذرات أو المجموعات الذرية في الفضاء بالنسبة لمستوى الرابطة المزدوجة أو مستوى الدورة.

سبب ظهور هذا النوع من التماثل هو استحالة الدوران الحر حول الرابطة المزدوجة أو الروابط التي تشكل دورة.

على سبيل المثال ، يمكن أن يوجد البيوتين -2 CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 في شكل اثنين من أيزومرين يختلفان في ترتيب مجموعات الميثيل في الفراغ بالنسبة لمستوى الرابطة المزدوجة.

أو 1،2-ثنائي ميثيل سيكلوبروبان موجود في شكل اثنين من أيزومرين ، والتي تختلف في ترتيب مجموعات الميثيل في الفضاء بالنسبة لمستوى الحلقة:

للإشارة إلى تكوين الأيزومرات الهندسية ، يتم استخدام cis- ، عبر النظام. إذا كانت نفس البدائل موجودة على نفس الجانب من مستوى الرابطة المزدوجة أو الحلقة ، فإن التكوين يشير إلى cis-. إذا كان على طرفي نقيض - عبر.

الأيزومرية المطابقة

يرجع التماثل التوافقي (الدوراني) إلى دوران الذرات أو المجموعات الذرية حول واحد أو أكثر من روابط σ البسيطة. نتيجة للدوران حول روابط C-C ، يمكن أن يكون للجزيئات أشكال مكانية مختلفة ، والتي تسمى التوافقات.

على سبيل المثال ، يمكن لجزيء الإيثان ، بسبب الدوران حول رابطة الكربون والكربون ، أن يفترض مجموعة لا حصر لها من المطابقات. كل منها يتميز بقيمة معينة من الطاقة الكامنة. يسمى التطابقان المتطرفان مسدودان ومثبطان.

في الشكل المكسوف للإيثان ، توجد ذرات الهيدروجين لمجموعات الميثيل ، عند عرضها على طول رابطة الكربون والكربون ، واحدة خلف الأخرى. في حالة معوقة ، تكون ذرات الهيدروجين لمجموعة ميثيل واحدة بعيدة قدر الإمكان عن ذرات الهيدروجين في المجموعة الأخرى. بين التشكل المسدود والمتأخر ، يفترض الجزيء العديد من المطابقات المعلقة أثناء الدوران.

يتميز كل من مطابقة جزيء الإيثان بطاقات محتملة مختلفة. يكون للتشكيل المعوق طاقة قصوى ، وللتشكيل المانع الحد الأدنى.

يُطلق على التشكل المتخلف ، حيث تكون مجموعات الميثيل (البدائل الضخمة) بعيدة للغاية عن بعضها البعض ، بمضادات التشكل. يسمى الشكل المثبط الآخر بالتشكيل الغاشم.

يحتوي التشكل المتخلف على طاقة محتملة أعلى قليلاً (بسبب تفاعل الميثيل والميثيل) من التشكل المضاد (لا يوجد تفاعل بين الميثيل فيه على الإطلاق).

المطابقة مع أدنى مخزن للطاقة تسمى المطابقة أو الايزومرات المطابقة (التناوب).

وبالتالي ، يوجد n- بيوتان عند 25 درجة مئوية حوالي 70٪ في شكل مضاد للمطابقة و 30٪ في جهاز مطابق غوش.

على عكس الأيزومرات التكوينية ، تتحول المحولات إلى بعضها البعض دون كسر الروابط الكيميائية ولا يمكن فصلها. يتم اكتشافها فقط بالطرق الفيزيائية والكيميائية.

رابطة الدول المستقلة عبرالايزومرية أو تماثل هندسي - أحد أنواع الأيزومرية الفراغية: وهي إمكانية ترتيب البدائل على جانب واحد أو على جانبي مستوي رابطة مزدوجة أو غير عطرية. جميع الايزومرات الهندسية هي متباينة ، لأنها ليست صورًا معكوسة لبعضها البعض. رابطة الدول المستقلة- و نشوة- توجد الأيزومرات بين المركبات العضوية وغير العضوية. المفاهيم رابطة الدول المستقلة و نشوة لا يتم استخدامها في حالة المطابقات ، حيث يتم دمج شكلين هندسيين بسهولة في بعضهما البعض ، وبدلاً من ذلك يتم استخدام التسميتين "syn" و "anti".

التعيينات " رابطة الدول المستقلة"و" نشوة"نشأت من اللاتينية ، في ترجمة من هذه اللغة رابطة الدول المستقلة تعني "على جانب واحد" و نشوة - "على الجانب الآخر" أو "المقابل". يعتبر مصطلح "التماثل الهندسي" وفقًا لـ IUPAC مرادفًا قديمًا رابطة الدول المستقلة-نشوةالايزومرية.

يجب أن نتذكر ذلك رابطة الدول المستقلة عبر-تصنيف يصف نسبيا موقع النواب ، ويجب عدم الخلط مع E ، Z-التسمية التي تعطي مطلق وصف مجسم كيميائي وينطبق فقط على الألكينات.

الكيمياء العضوية

رابطة الدول المستقلة عبرالمركبات الحلقية التي يمكن أن توجد فيها البدائل على جانب واحد أو على جوانب متقابلة من مستوى الحلقة تظهر أيضًا β-isomerism. مثال على ذلك هو 1،2-ثنائي كلورو حلقي الهكسان:

نشوة-1،2-ثنائي كلورو حلقي الهكسان	رابطة الدول المستقلة-1،2-ثنائي كلورو حلقي الهكسان

الاختلاف في الخصائص الفيزيائية

رابطة الدول المستقلة-2-بنتين	نشوة-2-بنتين
رابطة الدول المستقلة-1،2-ثنائي كلورو إيثيلين	نشوة-1،2-ثنائي كلورو إيثيلين
رابطة الدول المستقلة- حمض بوتينيديويك (حمض الماليك)	نشوة- حمض بوتينيديويك (حمض فوماريك)
حمض الأوليك	حمض اليديك

قد تكون الاختلافات طفيفة ، كما في حالة نقطة غليان ألكينات السلسلة المستقيمة مثل 2-بنتين ، رابطة الدول المستقلة- أيزومر يغلي عند 37 درجة مئوية ، و نشوة-ايزومير - عند 36 درجة مئوية. الفرق بين رابطة الدول المستقلة- و نشوة- يصبح أكثر إذا كان للجزيء روابط مستقطبة ، كما هو الحال في 1،2 ثنائي كلورو إيثيلين. رابطة الدول المستقلة- يغلي الأيزومر في هذه الحالة عند 60.3 درجة مئوية ، ولكن نشوة- يغلي الأيزومر عند 47.5 درجة مئوية. متى رابطة الدول المستقلة-تأثير الأيزومر من روابط C-Cl القطبية يؤدي إلى تكوين ثنائي القطب جزيئي قوي ، مما يؤدي إلى تفاعلات جزيئية قوية (قوى كيسوم) التي تضيف إلى قوى التشتت وتؤدي إلى زيادة في نقطة الغليان. في نشوة- أيزومر ، على العكس من ذلك ، لا يحدث هذا ، لأن اللحظتين من روابط C - Cl تقعان مقابل بعضهما البعض وتلغي بعضهما البعض دون إنشاء لحظة ثنائية القطب إضافية (على الرغم من أن عزمها الرباعي ليس صفرًا على الإطلاق).

يختلف الأيزومران الهندسيان لحمض البيوتينويك في خصائصهما وتفاعلهما لدرجة أنهما حصلتا على أسماء مختلفة: رابطة الدول المستقلة-ايزومير يسمى حمض الماليك ، و نشوة- أيزومير - حمض الفوماريك. الخاصية الرئيسية التي تحدد نقطة الغليان النسبية هي قطبية الجزيء ، لأنها تعزز التفاعلات بين الجزيئات ، وبالتالي تزيد من نقطة الغليان. بالطريقة نفسها ، يحدد التناظر نقطة الانصهار ، لأن الجزيئات المتماثلة تتجمع بشكل أفضل في الحالة الصلبة ، حتى لو لم تتغير قطبية الجزيء. ومن الأمثلة على هذا الاعتماد أحماض الأوليك والإيليديك ؛ حمض الأوليك، رابطة الدول المستقلة-ايزومر ، ودرجة انصهاره 13.4 درجة مئوية ، ويصبح سائلا عند درجة حرارة الغرفة نشوة- الأيزومر ، حمض الإيليديك ، لديه نقطة انصهار أعلى تبلغ 43 درجة مئوية لأنه أكثر وضوحًا نشوة-ايزومر له عبوة أكثر إحكامًا ويبقى صلبًا في درجة حرارة الغرفة.

رابطة الدول المستقلة عبر- يختلف أيزومرات أحماض ثنائي الكربوكسيل أيضًا في الحموضة: حمض الماليك ( رابطة الدول المستقلة) هو حمض أقوى بكثير من الفوماريك ( نشوة). وهكذا ، ثابت التفكك الأول لحمض الفوماريك pK a1 \u003d 3.03 ولحامض الماليك pK a1 \u003d 1.9. على العكس من ذلك ، فإن ثابت تفكك مجموعة الكربوكسيل الثانية لحمض الفوماريك أكبر منه في حمض الماليك ، وهو: حمض الفوماريك. pK a2 \u003d 4.44 ولحمض الماليك pK a2 \u003d 6.07. بسبب القرب المكاني لمجموعات الكربوكسيل في رابطة الدول المستقلة- يزيد الشكل من ميل الهيدروجين للتأين ، لذا فإن الثابت الأول لحمض الماليك أكبر. ومع ذلك ، يصعب على البروتون الثاني التغلب على جاذبية مجموعتين متقاربتين من الكربوكسيل في رابطة الدول المستقلة- أيزومر ؛ لذلك ، فإن ثابت التفكك الثاني لحمض الماليك أقل من حمض الفوماريك. مبدأ مشابه صالح للأحماض ثنائية الكربوكسيل الأليكليك الحلقية ، ولكن مع زيادة حجم الحلقة ، يجب أيضًا مراعاة تأثير الشكل غير المستوي للحلقة.

ثابت اقتران الدوران الدوراني النووي المجاور (3 ي HH) التي تم قياسها بواسطة التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي أكبر بالنسبة نشوة- الأيزومرات (المدى: 12-18 هرتز ؛ المتوسط: 15 هرتز) مقارنةً بـ رابطة الدول المستقلة- الأيزومرات (المدى: 0-12 هرتز ، المتوسط: 8 هرتز).

المزيد

عادة للأنظمة غير الحلقية نشوة رابطة الدول المستقلة... يكمن السبب في ذلك عادةً في تعزيز التفاعلات الفراغية غير المرغوب فيها للبدائل المتقاربة في رابطة الدول المستقلة-ايزومير. للسبب نفسه ، الحرارة المحددة للاحتراق نشوة- الأيزومرات أقل من رابطة الدول المستقلة، مما يشير إلى استقرار كبير في الديناميكا الحرارية. الاستثناءات من هذه القاعدة هي 1،2-ديفلورو إيثيلين ، 1،2-ديفلوروديازين (FN \u003d NF) ، 1-بروموبروبين -1 ، والعديد من الإيثيلينات الأخرى المستبدلة بالهالوجين والأكسجين. في هذه الحالة رابطة الدول المستقلة- يبدو أن الأيزومير أكثر استقرارًا من نشوة-isomer ، لأنه بين هذه البدائل ، لا تسود قوى طاردة ، ولكن قوى جذابة (مثل قوى لندن). بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للحجم الصغير نسبيًا للبدائل ، لا تنشأ عوائق فاصلة. من بين 1،2-dihaloethylenes ، فقط 1،2-diiodoethylene يحتوي على الأيزومر العابر أكثر استقرارًا من رابطة الدول المستقلة-ايزومير ، نظرًا لأن نصف القطر الكبير ، فإن ذرات اليود تختبر تفاعلًا مكانيًا قويًا إذا كانت على جانب واحد من الرابطة المزدوجة.

التحويل البيني للأيزومرات

تختلف الأيزومرات الهندسية ، التي يرتبط اختلافها بموضع البدائل حول الرابطة المزدوجة ، عن الأشكال الفراغية لنوع مختلف - المطابقين. وجود منفصل رابطة الدول المستقلة- و نشوة- الأيزومرات ، في جوهرها ، ممكنة فقط بسبب حاجز الطاقة العالي للدوران حول الرابطة المزدوجة ، مما يجعل الوجود المنفصل ممكنًا رابطة الدول المستقلة- و نشوة-isomers ، بينما توجد المطابقة فقط في شكل خليط توازن. حاجز الدوران حول الرابطة المزدوجة في الألكينات البسيطة هو 250-270 كيلوجول / مول. ومع ذلك ، إذا وضعنا مانحين قويين للإلكترون (-SR) من ناحية ، وقمنا بتجميع متقبلات الإلكترون القوية (-CN ، -COC 6 H 5) على الجانب الآخر ، وبالتالي استقطاب الرابطة المزدوجة ، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض كبير في حاجز الدوران. يمكن تقليل حاجز الدوران حول الرابطة المستقطبة إلى 60-100 كيلوجول / مول. حواجز منخفضة الطاقة عند فرق الطاقة بين رابطة الدول المستقلة عبر- يتم تنعيم الأيزومرات والمطابقات الموجودة في المشتقات الأمينية من الأثير الخليك والأينامينوكيتونات. يتضح أنه في مثل هذه الأنظمة يعتمد وضع التوازن على طبيعة المذيب. لذلك ، توجد enaminoketones في المذيبات غير القطبية بنسبة 100 ٪ في رابطة الدول المستقلة- استقر الشكل بواسطة الرابطة الهيدروجينية الداخلية ، وفي المذيبات القطبية حتى 50٪ نشوة-نماذج.

E ، Z- التسمية

نظام التعيين رابطة الدول المستقلة-نشوة إنه قابل للتطبيق بشكل جيد فقط لتسمية الألكينات المتجانسة بنوعين مختلفين من البدائل في الرابطة المزدوجة ، في الجزيئات المعقدة تصبح هذه التسمية غامضة للغاية. في هذه الحالات ، تم تطوير IUPAC ه,ض- نظام ترميز يحدد بشكل لا لبس فيه اسم المركبات لجميع الحالات الممكنة ، وبالتالي فهو مفيد بشكل خاص لتسمية الألكينات ثلاثية ورباعية الاستبدال. يتجنب هذا النظام الالتباس حول المجموعات التي يجب عدها. رابطة الدول المستقلة- أو نشوة- بالنسبة لبعضهم البعض.

إذا كانت المجموعتان الأقدم تقعان على نفس الجانب من الرابطة المزدوجة ، فهذا يعني أنهما موجودان رابطة الدول المستقلة-الموقف لبعضها البعض ، ثم تسمى هذه المادة ض-isomer (من zusammen الألمانية - معًا). عندما تقع المجموعات القديمة على جوانب متقابلة من الرابطة المزدوجة (في نشوة-orientation) ، ثم يسمى هذا الايزومر ه-isomer (من إنتجيجن الألمانية - العكس). يتم تحديد ترتيب أسبقية المجموعات والذرات وفقًا لقواعد Cahn - Ingold - Prelog. لكل من الذرتين في الرابطة المزدوجة ، من الضروري تحديد أقدمية كل بديل. إذا كان كلا البديلين الرئيسيين موجودين على نفس الجانب من مستوى الرابطة π ، فسيتم الإشارة إلى هذا التكوين بالرمز ض، إذا كانت هذه المجموعات موجودة على جوانب متقابلة من مستوى الرابطة π ، فسيتم الإشارة إلى التكوين بالرمز ه .

تجدر الإشارة إلى أن رابطة الدول المستقلة/نشوة و ه,ض- تعتمد التصنيفات على مقارنة بدائل مختلفة من الألكينات ض- لا يتطابق أيزومر دائمًا رابطة الدول المستقلة-ايزومير و ه-ايزومير- نشوة-ايزومير. فمثلا، نشوة-2-كلوروبوتين -2 (مجموعتان من الميثيل C1 و C4 ، على السلسلة الرئيسية من البيوتين -2 أ في نشوة-التوجيه) هو ( ض) -2-كلوروبوتين -2 (الكلور أقدم من الميثيل ، والذي بدوره أقدم من الهيدروجين ، لذلك يعتبر الكلور و C4-ميثيل معًا).

في الكيمياء غير العضوية

رابطة الدول المستقلة–نشوة- تم العثور على الأيزومرية أيضًا في المركبات غير العضوية ، بشكل أساسي في diazenes والمركبات المعقدة.

ديازينز

يعرض Diazenes (و diphosphenes مماثلة) رابطة الدول المستقلة عبرايزومرية. كما هو الحال مع المركبات العضوية ، رابطة الدول المستقلة- الأيزومر أكثر تفاعلًا ، فقط يمكنه تقليل الألكينات والألكينات إلى الألكانات. نشوة- لا يمكن للأيزومر ، الذي يقترب من الألكين ، أن يصطف ذرات الهيدروجين في خط من أجل تقليل فعال للألكين ، و رابطة الدول المستقلة-ايزومير ، بسبب الشكل المناسب ، يتواءم بنجاح مع هذه المهمة.

نشوة- ديازين	رابطة الدول المستقلة- ديازين

مركبات معقدة

تنقسم أيضًا مركبات التنسيق غير العضوية ذات الشكل ثماني السطوح أو المربع المسطح إلى رابطة الدول المستقلة- أيزومرات توجد فيها نفس الروابط جنبًا إلى جنب ، و نشوة- الأيزومرات التي تكون فيها الروابط متباعدة.

على سبيل المثال ، يوجد نوعان من الأيزومرات الهندسية المربعة المسطحة لـ Pt (NH 3) 2 Cl 2 ، وهي ظاهرة أوضحها ألفريد ويرنر في عام 1893. رابطة الدول المستقلة-ايزومر بالاسم الكامل رابطة الدول المستقلةβ-dichlorodiammineplatinum (II) له نشاط مضاد للأورام ، والذي أظهره بارنيت روزنبرغ في عام 1969. هذه المادة معروفة الآن في العلاج الكيميائي تحت الاسم المختصر سيسبلاتين. نشوةمن ناحية أخرى ، لا يوجد أيزومير (ترانسبلاتين) أي نشاط دوائي. يمكن تصنيع كل من هذه الأيزومرات بناءً على التأثير العابر ، مما يسمح بالحصول على الأيزومر المطلوب في الغالب.

رابطة الدول المستقلة- + و نشوة- +

بالنسبة للمجمعات الاوكتاهدرا التي لها الصيغة MX 4 Y 2 ، هناك أيضًا نوعان من الايزومرات. (هنا M عبارة عن ذرة معدنية ، و X و Y عبارة عن روابط من أنواع مختلفة.) رابطة الدول المستقلة- أيزومر ، اثنان من الترابط Y متجاورين بزاوية 90 درجة ، كما هو موضح في ذرات الكلور في رابطة الدول المستقلة- + في الصورة اليسرى. في نشوة- الأيزومر الموضح على اليمين ، توجد ذرتان من الكلور على طرفي نقيض للقطر الذي يمر عبر ذرة الكوبالت المركزية.

هناك نوع مشابه من التماثل للمجمعات الاوكتاهدرا لتكوين MX 3 Y 3 غران نظام التشغيل-isomerism ، أو isomerism الوجه المحوري ، عند وجود كمية معينة من الروابط رابطة الدول المستقلة- أو نشوة-الموقف لبعضهم البعض. في غران- أيزومرات ، بروابط من نفس النوع تحتل رؤوس الوجه الثلاثي للمثمن ، وفي الدبابير- أيزومرات ، توجد نفس الروابط في ثلاثة مواضع متجاورة بحيث يكون اللاجندان على جانبي الذرة المركزية وعلى نفس المحور معها

نظائر- مواد لها نفس التركيب الجزيئي ، لكن تختلف في التركيب الكيميائي والخصائص.

أنواع التماثل

أنا... هيكلي - يتكون من تسلسل مختلف لاتصال الذرات في سلسلة الجزيء:

1) تماثل السلسلة

وتجدر الإشارة إلى أن ذرات الكربون في سلسلة متفرعة تختلف في نوع الاتصال مع ذرات الكربون الأخرى. لذلك ، يتم استدعاء ذرة كربون مرتبطة بذرة كربون واحدة أخرى ابتدائي، مع ذرتين كربون أخريين - ثانوي، مع ثلاثة - بعد الثانوي، بأربعة - رباعي.

2) موقف isomerism

3) بين الطبقات isomerism

4) الحشو

Tautomerism (من اليونانية ταύτίς - نفس القياس و μέρος) - ظاهرة التماثل العكسي ، حيث يمر اثنان أو أكثر من الأيزومرات بسهولة في بعضهما البعض. في هذه الحالة ، يتم إنشاء توازن حشو ، وتحتوي المادة في نفس الوقت على جزيئات جميع الأيزومرات بنسبة معينة. في أغلب الأحيان ، أثناء التكتل ، تتحرك ذرات الهيدروجين من ذرة في جزيء إلى آخر وتعود في نفس المركب.

II. مكاني (استريو) - بسبب اختلاف موضع الذرات أو المجموعات بالنسبة إلى رابطة مزدوجة أو دورة ، باستثناء الدوران الحر لذرات الكربون المتصلة

1. هندسي (رابطة الدول المستقلة ، عبر - isomerism)

إذا كانت ذرة الكربون في جزيء مرتبطة بأربع ذرات أو مجموعات ذرية مختلفة ، على سبيل المثال:

ثم من الممكن أن يكون هناك مركبان لهما نفس الصيغة الهيكلية ، لكنهما يختلفان في التركيب المكاني. ترتبط جزيئات هذه المركبات ببعضها البعض كجسم وصورة معكوسة وهي أيزومرات مكانية.

يسمى هذا النوع من الأيزومرات بصريًا ، ويطلق على الأيزومرات أيزومرات ضوئية أو مضادات ضوئية:

جزيئات الأيزومرات الضوئية غير متوافقة في الفضاء (مثل اليد اليمنى واليسرى) ، فهي تفتقر إلى مستوى التناظر.
في هذا الطريق،

• الايزومرات الضوئية تسمى الايزومرات المكانية ، والتي ترتبط جزيئاتها ببعضها البعض ككائن وصورة معكوسة غير متوافقة معها.

الايزومرات الضوئية للأحماض الأمينية

3. التماثل التوافقي

وتجدر الإشارة إلى أن الذرات ومجموعات الذرات المرتبطة ببعضها البعض بواسطة σ -bond تدور باستمرار حول محور الرابطة ، وتحتل مواقع مختلفة في الفضاء بالنسبة لبعضها البعض.

تسمى الجزيئات التي لها نفس البنية وتختلف في الترتيب المكاني للذرات نتيجة للدوران حول روابط C-C بالمطابقة.

لتصوير أيزومرات توافقية ، من الملائم استخدام صيغ نيومان الإسقاط:

يمكن أيضًا اعتبار ظاهرة التماثل التوافقي باستخدام مثال الألكانات الحلقية. لذلك ، بالنسبة لمطابقات الهكسان الحلقي فهي مميزة:

تُظهر أنواع الصيغ التي تم النظر فيها سابقًا والتي تصف المواد العضوية أن عدة صيغ هيكلية مختلفة يمكن أن تتوافق مع صيغة جزيئية واحدة.

على سبيل المثال ، الصيغة الجزيئية C2H6ا تطابق مادتين مع صيغ هيكلية مختلفة - الكحول الإيثيلي وثنائي ميثيل الأثير. الشكل: واحد.

كحول الإيثيل عبارة عن سائل يتفاعل مع الصوديوم المعدني مع إطلاق الهيدروجين ، ويغلي عند + 78.50 درجة مئوية. في ظل نفس الظروف ، يغلي ثنائي ميثيل الأثير ، وهو غاز لا يتفاعل مع الصوديوم ، عند -230 درجة مئوية.

تختلف هذه المواد في بنيتها - نفس الصيغة الجزيئية تتوافق مع مواد مختلفة.

الشكل: 1. Interclass isomerism

تسمى ظاهرة وجود مواد لها نفس التركيب ، ولكن بنية مختلفة وبالتالي خصائص مختلفة isomerism (من الكلمات اليونانية "isos" - "يساوي" و "meros" - "جزء" ، "مشاركة").

أنواع التماكب

هناك أنواع مختلفة من التماثل.

يرتبط التشابه البنيوي بالترتيب المختلف للانضمام للذرات في الجزيء.

الإيثانول وثنائي ميثيل الأثير عبارة عن أيزومرات هيكلية. نظرًا لأنهم ينتمون إلى فئات مختلفة من المركبات العضوية ، فإن هذا النوع من التماثل البنيوي يسمى أيضا interlass ... الشكل: واحد.

يمكن أن تكون الأيزومرات الهيكلية أيضًا ضمن نفس فئة المركبات ، على سبيل المثال ، ثلاثة هيدروكربونات مختلفة تتوافق مع الصيغة C5H12. عليه تماثل هيكل عظمي الكربون... الشكل: 2.

الشكل: 2 أمثلة على المواد - الايزومرات الهيكلية

هناك أيزومرات هيكلية لها نفس الهيكل الكربوني ، والتي تختلف في موضع الروابط المتعددة (المزدوجة والثلاثية) أو الذرات التي تحل محل الهيدروجين. يسمى هذا النوع من التماكب البنيوي تماثل الموضع.

الشكل: 3. الموضع الهيكلي

في الجزيئات التي تحتوي على روابط مفردة فقط ، في درجة حرارة الغرفة ، يكون الدوران الحر تقريبًا للشظايا الجزيئية حول الروابط ممكنًا ، وعلى سبيل المثال ، تكون جميع صور صيغ 1،2 ثنائي كلورو إيثان متكافئة. الشكل: 4

الشكل: 4. موقف ذرات الكلور حول رابطة واحدة

إذا تم إعاقة الدوران ، على سبيل المثال ، في جزيء دوري أو رابطة مزدوجة ، إذن هندسية أو متشابهة.في أيزومرات رابطة الدول المستقلة ، توجد البدائل على جانب واحد من المستوى الحلقي أو الرابطة المزدوجة ، في الأيزومرات العابرة ، على الجانبين المعاكسين.

توجد أيزومرات رابطة الدول المستقلة عندما ترتبط ذرة كربون مختلفين النائب. الشكل: 5.

الشكل: 5. رابطة الدول المستقلة والأيزومرات العابرة

يحدث نوع آخر من التماثل بسبب حقيقة أن ذرة كربون ذات أربع روابط مفردة تتشكل مع بدائلها بنية مكانية - رباعي الوجوه. إذا كان الجزيء يحتوي على ذرة كربون واحدة على الأقل مرتبطة بأربعة بدائل مختلفة ، التماثل البصري... هذه الجزيئات لا تتطابق مع صورتها المرآة. هذه الخاصية تسمى chirality - من اليونانية من عندهير - "ذراع". الشكل: 6. التماكب البصري هو سمة من سمات العديد من الجزيئات التي تشكل الكائنات الحية.

الشكل: 6. أمثلة على الايزومرات الضوئية

كما يسمى التماثل البصري التماثل (من اليونانية إينانتيوس - "المعاكس" و ميروس - "الجزء") ، والأيزومرات الضوئية - المتشاهدين ... تنشط Enantiomers بصريًا ، فهي تقوم بتدوير مستوى استقطاب الضوء بنفس الزاوية ، ولكن في اتجاهين متعاكسين: د- ، أو (+) - أيزومر ، - إلى اليمين ، ل- ، أو (-) - أيزومر ، - إلى اليسار. خليط من كميات متساوية من enantiomers يسمى رفيق، غير نشط بصريًا ويشار إليه بالرمز د ، ل- أو (±).

المصادر

مصدر الفيديو - http://www.youtube.com/watch؟v\u003dmGS8BUEvkpY

http://www.youtube.com/watch؟t\u003d7&v\u003dXIikCzDD1YE

http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/10-klass - ملخص

مصدر العرض - http://ppt4web.ru/khimija/tipy-izomerii.html

http://www.youtube.com/watch؟t\u003d2&v\u003dii30Pctj6Xs

http://www.youtube.com/watch؟t\u003d1&v\u003dv1voBxeVmao

http://www.youtube.com/watch؟t\u003d2&v\u003da55MfdjCa5Q

http://www.youtube.com/watch؟t\u003d1&v\u003dFtMA1IJtXCE

مصدر العرض - http://mirhimii.ru/10class/174-izomeriya.html

رابطة الدول المستقلة عبرالايزومرية أو تماثل هندسي - أحد أنواع الأيزومرية الفراغية: وهي إمكانية ترتيب البدائل على جانب واحد أو على جانبي مستوي رابطة مزدوجة أو غير عطرية. جميع الايزومرات الهندسية هي متباينة ، لأنها ليست صورًا معكوسة لبعضها البعض. رابطة الدول المستقلة- و نشوة- توجد الأيزومرات بين المركبات العضوية وغير العضوية. المفاهيم رابطة الدول المستقلة و نشوة لا يتم استخدامها في حالة المطابقات ، حيث يتم دمج شكلين هندسيين بسهولة في بعضهما البعض ، وبدلاً من ذلك يتم استخدام التسميتين "syn" و "anti".

التعيينات " رابطة الدول المستقلة"و" نشوة"نشأت من اللاتينية ، في ترجمة من هذه اللغة رابطة الدول المستقلة تعني "على جانب واحد" و نشوة - "على الجانب الآخر" أو "المقابل". يعتبر مصطلح "التماثل الهندسي" وفقًا لـ IUPAC مرادفًا قديمًا رابطة الدول المستقلة-نشوةالايزومرية.

يجب أن نتذكر ذلك رابطة الدول المستقلة عبر-تصنيف يصف نسبيا موقع النواب ، ويجب عدم الخلط مع E ، Z-التسمية التي تعطي مطلق وصف مجسم كيميائي وينطبق فقط على الألكينات.

الكيمياء العضوية

رابطة الدول المستقلة عبرالمركبات الحلقية التي يمكن أن توجد فيها البدائل على جانب واحد أو على جوانب متقابلة من مستوى الحلقة تظهر أيضًا β-isomerism. مثال على ذلك هو 1،2-ثنائي كلورو حلقي الهكسان:

نشوة-1،2-ثنائي كلورو حلقي الهكسان	رابطة الدول المستقلة-1،2-ثنائي كلورو حلقي الهكسان

الاختلاف في الخصائص الفيزيائية

رابطة الدول المستقلة-2-بنتين	نشوة-2-بنتين
رابطة الدول المستقلة-1،2-ثنائي كلورو إيثيلين	نشوة-1،2-ثنائي كلورو إيثيلين
رابطة الدول المستقلة- حمض بوتينيديويك (حمض الماليك)	نشوة- حمض بوتينيديويك (حمض فوماريك)
حمض الأوليك	حمض اليديك

قد تكون الاختلافات طفيفة ، كما في حالة نقطة غليان ألكينات السلسلة المستقيمة مثل 2-بنتين ، رابطة الدول المستقلة- أيزومر يغلي عند 37 درجة مئوية ، و نشوة-ايزومير - عند 36 درجة مئوية. الفرق بين رابطة الدول المستقلة- و نشوة- يصبح أكثر إذا كان للجزيء روابط مستقطبة ، كما هو الحال في 1،2 ثنائي كلورو إيثيلين. رابطة الدول المستقلة- يغلي الأيزومر في هذه الحالة عند 60.3 درجة مئوية ، ولكن نشوة- يغلي الأيزومر عند 47.5 درجة مئوية. متى رابطة الدول المستقلة-تأثير الأيزومر من روابط C-Cl القطبية يؤدي إلى تكوين ثنائي القطب جزيئي قوي ، مما يؤدي إلى تفاعلات جزيئية قوية (قوى كيسوم) التي تضيف إلى قوى التشتت وتؤدي إلى زيادة في نقطة الغليان. في نشوة- أيزومر ، على العكس من ذلك ، لا يحدث هذا ، لأن اللحظتين من روابط C - Cl تقعان مقابل بعضهما البعض وتلغي بعضهما البعض دون إنشاء لحظة ثنائية القطب إضافية (على الرغم من أن عزمها الرباعي ليس صفرًا على الإطلاق).

يختلف الأيزومران الهندسيان لحمض البيوتينويك في خصائصهما وتفاعلهما لدرجة أنهما حصلتا على أسماء مختلفة: رابطة الدول المستقلة-ايزومير يسمى حمض الماليك ، و نشوة- أيزومير - حمض الفوماريك. الخاصية الرئيسية التي تحدد نقطة الغليان النسبية هي قطبية الجزيء ، لأنها تعزز التفاعلات بين الجزيئات ، وبالتالي تزيد من نقطة الغليان. بالطريقة نفسها ، يحدد التناظر نقطة الانصهار ، لأن الجزيئات المتماثلة تتجمع بشكل أفضل في الحالة الصلبة ، حتى لو لم تتغير قطبية الجزيء. ومن الأمثلة على هذا الاعتماد أحماض الأوليك والإيليديك ؛ حمض الأوليك، رابطة الدول المستقلة-ايزومر ، ودرجة انصهاره 13.4 درجة مئوية ، ويصبح سائلا عند درجة حرارة الغرفة نشوة- الأيزومر ، حمض الإيليديك ، لديه نقطة انصهار أعلى تبلغ 43 درجة مئوية لأنه أكثر وضوحًا نشوة-ايزومر له عبوة أكثر إحكامًا ويبقى صلبًا في درجة حرارة الغرفة.

رابطة الدول المستقلة عبر- يختلف أيزومرات أحماض ثنائي الكربوكسيل أيضًا في الحموضة: حمض الماليك ( رابطة الدول المستقلة) هو حمض أقوى بكثير من الفوماريك ( نشوة). وهكذا ، ثابت التفكك الأول لحمض الفوماريك pK a1 \u003d 3.03 ولحامض الماليك pK a1 \u003d 1.9. على العكس من ذلك ، فإن ثابت تفكك مجموعة الكربوكسيل الثانية لحمض الفوماريك أكبر منه في حمض الماليك ، وهو: حمض الفوماريك. pK a2 \u003d 4.44 ولحمض الماليك pK a2 \u003d 6.07. بسبب القرب المكاني لمجموعات الكربوكسيل في رابطة الدول المستقلة- يزيد الشكل من ميل الهيدروجين للتأين ، لذا فإن الثابت الأول لحمض الماليك أكبر. ومع ذلك ، يصعب على البروتون الثاني التغلب على جاذبية مجموعتين متقاربتين من الكربوكسيل في رابطة الدول المستقلة- أيزومر ؛ لذلك ، فإن ثابت التفكك الثاني لحمض الماليك أقل من حمض الفوماريك. مبدأ مشابه صالح للأحماض ثنائية الكربوكسيل الأليكليك الحلقية ، ولكن مع زيادة حجم الحلقة ، يجب أيضًا مراعاة تأثير الشكل غير المستوي للحلقة.

ثابت اقتران الدوران الدوراني النووي المجاور (3 ي HH) التي تم قياسها بواسطة التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي أكبر بالنسبة نشوة- الأيزومرات (المدى: 12-18 هرتز ؛ المتوسط: 15 هرتز) مقارنةً بـ رابطة الدول المستقلة- الأيزومرات (المدى: 0-12 هرتز ، المتوسط: 8 هرتز).

المزيد

عادة للأنظمة غير الحلقية نشوة رابطة الدول المستقلة... يكمن السبب في ذلك عادةً في تعزيز التفاعلات الفراغية غير المرغوب فيها للبدائل المتقاربة في رابطة الدول المستقلة-ايزومير. للسبب نفسه ، الحرارة المحددة للاحتراق نشوة- الأيزومرات أقل من رابطة الدول المستقلة، مما يشير إلى استقرار كبير في الديناميكا الحرارية. الاستثناءات من هذه القاعدة هي 1،2-ديفلورو إيثيلين ، 1،2-ديفلوروديازين (FN \u003d NF) ، 1-بروموبروبين -1 ، والعديد من الإيثيلينات الأخرى المستبدلة بالهالوجين والأكسجين. في هذه الحالة رابطة الدول المستقلة- يبدو أن الأيزومير أكثر استقرارًا من نشوة-isomer ، لأنه بين هذه البدائل ، لا تسود قوى طاردة ، ولكن قوى جذابة (مثل قوى لندن). بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للحجم الصغير نسبيًا للبدائل ، لا تنشأ عوائق فاصلة. من بين 1،2-dihaloethylenes ، فقط 1،2-diiodoethylene يحتوي على الأيزومر العابر أكثر استقرارًا من رابطة الدول المستقلة-ايزومير ، نظرًا لأن نصف القطر الكبير ، فإن ذرات اليود تختبر تفاعلًا مكانيًا قويًا إذا كانت على جانب واحد من الرابطة المزدوجة.

التحويل البيني للأيزومرات

تختلف الأيزومرات الهندسية ، التي يرتبط اختلافها بموضع البدائل حول الرابطة المزدوجة ، عن الأشكال الفراغية لنوع مختلف - المطابقين. وجود منفصل رابطة الدول المستقلة- و نشوة- الأيزومرات ، في جوهرها ، ممكنة فقط بسبب حاجز الطاقة العالي للدوران حول الرابطة المزدوجة ، مما يجعل الوجود المنفصل ممكنًا رابطة الدول المستقلة- و نشوة-isomers ، بينما توجد المطابقة فقط في شكل خليط توازن. حاجز الدوران حول الرابطة المزدوجة في الألكينات البسيطة هو 250-270 كيلوجول / مول. ومع ذلك ، إذا وضعنا مانحين قويين للإلكترون (-SR) من ناحية ، وقمنا بتجميع متقبلات الإلكترون القوية (-CN ، -COC 6 H 5) على الجانب الآخر ، وبالتالي استقطاب الرابطة المزدوجة ، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض كبير في حاجز الدوران. يمكن تقليل حاجز الدوران حول الرابطة المستقطبة إلى 60-100 كيلوجول / مول. حواجز منخفضة الطاقة عند فرق الطاقة بين رابطة الدول المستقلة عبر- يتم تنعيم الأيزومرات والمطابقات الموجودة في المشتقات الأمينية من الأثير الخليك والأينامينوكيتونات. يتضح أنه في مثل هذه الأنظمة يعتمد وضع التوازن على طبيعة المذيب. لذلك ، توجد enaminoketones في المذيبات غير القطبية بنسبة 100 ٪ في رابطة الدول المستقلة- استقر الشكل بواسطة الرابطة الهيدروجينية الداخلية ، وفي المذيبات القطبية حتى 50٪ نشوة-نماذج.

E ، Z- التسمية

نظام التعيين رابطة الدول المستقلة-نشوة إنه قابل للتطبيق بشكل جيد فقط لتسمية الألكينات المتجانسة بنوعين مختلفين من البدائل في الرابطة المزدوجة ، في الجزيئات المعقدة تصبح هذه التسمية غامضة للغاية. في هذه الحالات ، تم تطوير IUPAC ه,ض- نظام ترميز يحدد بشكل لا لبس فيه اسم المركبات لجميع الحالات الممكنة ، وبالتالي فهو مفيد بشكل خاص لتسمية الألكينات ثلاثية ورباعية الاستبدال. يتجنب هذا النظام الالتباس حول المجموعات التي يجب عدها. رابطة الدول المستقلة- أو نشوة- بالنسبة لبعضهم البعض.

إذا كانت المجموعتان الأقدم تقعان على نفس الجانب من الرابطة المزدوجة ، فهذا يعني أنهما موجودان رابطة الدول المستقلة-الموقف لبعضها البعض ، ثم تسمى هذه المادة ض-isomer (من zusammen الألمانية - معًا). عندما تقع المجموعات القديمة على جوانب متقابلة من الرابطة المزدوجة (في نشوة-orientation) ، ثم يسمى هذا الايزومر ه-isomer (من إنتجيجن الألمانية - العكس). يتم تحديد ترتيب أسبقية المجموعات والذرات وفقًا لقواعد Cahn - Ingold - Prelog. لكل من الذرتين في الرابطة المزدوجة ، من الضروري تحديد أقدمية كل بديل. إذا كان كلا البديلين الرئيسيين موجودين على نفس الجانب من مستوى الرابطة π ، فسيتم الإشارة إلى هذا التكوين بالرمز ض، إذا كانت هذه المجموعات موجودة على جوانب متقابلة من مستوى الرابطة π ، فسيتم الإشارة إلى التكوين بالرمز ه .

تجدر الإشارة إلى أن رابطة الدول المستقلة/نشوة و ه,ض- تعتمد التصنيفات على مقارنة بدائل مختلفة من الألكينات ض- لا يتطابق أيزومر دائمًا رابطة الدول المستقلة-ايزومير و ه-ايزومير- نشوة-ايزومير. فمثلا، نشوة-2-كلوروبوتين -2 (مجموعتان من الميثيل C1 و C4 ، على السلسلة الرئيسية من البيوتين -2 أ في نشوة-التوجيه) هو ( ض) -2-كلوروبوتين -2 (الكلور أقدم من الميثيل ، والذي بدوره أقدم من الهيدروجين ، لذلك يعتبر الكلور و C4-ميثيل معًا).

في الكيمياء غير العضوية

رابطة الدول المستقلة–نشوة- تم العثور على الأيزومرية أيضًا في المركبات غير العضوية ، بشكل أساسي في diazenes والمركبات المعقدة.

ديازينز

يعرض Diazenes (و diphosphenes مماثلة) رابطة الدول المستقلة عبرايزومرية. كما هو الحال مع المركبات العضوية ، رابطة الدول المستقلة- الأيزومر أكثر تفاعلًا ، فقط يمكنه تقليل الألكينات والألكينات إلى الألكانات. نشوة- لا يمكن للأيزومر ، الذي يقترب من الألكين ، أن يصطف ذرات الهيدروجين في خط من أجل تقليل فعال للألكين ، و رابطة الدول المستقلة-ايزومير ، بسبب الشكل المناسب ، يتواءم بنجاح مع هذه المهمة.

نشوة- ديازين	رابطة الدول المستقلة- ديازين

مركبات معقدة

تنقسم أيضًا مركبات التنسيق غير العضوية ذات الشكل ثماني السطوح أو المربع المسطح إلى رابطة الدول المستقلة- أيزومرات توجد فيها نفس الروابط جنبًا إلى جنب ، و نشوة- الأيزومرات التي تكون فيها الروابط متباعدة.

على سبيل المثال ، يوجد نوعان من الأيزومرات الهندسية المربعة المسطحة لـ Pt (NH 3) 2 Cl 2 ، وهي ظاهرة أوضحها ألفريد ويرنر في عام 1893. رابطة الدول المستقلة-ايزومر بالاسم الكامل رابطة الدول المستقلةβ-dichlorodiammineplatinum (II) له نشاط مضاد للأورام ، والذي أظهره بارنيت روزنبرغ في عام 1969. هذه المادة معروفة الآن في العلاج الكيميائي تحت الاسم المختصر سيسبلاتين. نشوةمن ناحية أخرى ، لا يوجد أيزومير (ترانسبلاتين) أي نشاط دوائي. يمكن تصنيع كل من هذه الأيزومرات بناءً على التأثير العابر ، مما يسمح بالحصول على الأيزومر المطلوب في الغالب.

رابطة الدول المستقلة- + و نشوة- +

بالنسبة للمجمعات الاوكتاهدرا التي لها الصيغة MX 4 Y 2 ، هناك أيضًا نوعان من الايزومرات. (هنا M عبارة عن ذرة معدنية ، و X و Y عبارة عن روابط من أنواع مختلفة.) رابطة الدول المستقلة- أيزومر ، اثنان من الترابط Y متجاورين بزاوية 90 درجة ، كما هو موضح في ذرات الكلور في رابطة الدول المستقلة- + في الصورة اليسرى. في نشوة- الأيزومر الموضح على اليمين ، توجد ذرتان من الكلور على طرفي نقيض للقطر الذي يمر عبر ذرة الكوبالت المركزية.

هناك نوع مشابه من التماثل للمجمعات الاوكتاهدرا لتكوين MX 3 Y 3 غران نظام التشغيل-isomerism ، أو isomerism الوجه المحوري ، عند وجود كمية معينة من الروابط رابطة الدول المستقلة- أو نشوة-الموقف لبعضهم البعض. في غران- أيزومرات ، بروابط من نفس النوع تحتل رؤوس الوجه الثلاثي للمثمن ، وفي الدبابير- أيزومرات ، توجد نفس الروابط في ثلاثة مواضع متجاورة بحيث يكون اللاجندان على جانبي الذرة المركزية وعلى نفس المحور معها

II.1. المطابقة (تماثل الدوران)

يطرح الانتقال من أبسط الهيدروكربون العضوي ، الميثان ، إلى أقرب متماثل له ، الإيثان ، مشاكل في التركيب المكاني ، لا يكفي حلها لمعرفة المعلمات التي تم النظر فيها في القسم. في الواقع ، بدون تغيير زوايا الرابطة أو أطوال الرابطة ، يمكن للمرء أن يتخيل العديد من الأشكال الهندسية لجزيء الإيثان ، تختلف عن بعضها البعض من خلال الدوران المتبادل لرباعي الوجوه الكربونية حول الرابطة CC التي تربطها. ونتيجة لهذا الدوران ، الايزومرات الدوارة (المطابقة) ... طاقات المطابقات المختلفة ليست هي نفسها ، لكن حاجز الطاقة الذي يفصل الأيزومرات الدورانية المختلفة صغير بالنسبة لمعظم المركبات العضوية. لذلك ، في ظل الظروف العادية ، كقاعدة عامة ، من المستحيل تثبيت الجزيئات في شكل واحد محدد بدقة: عادة ، في حالة التوازن ، تتعايش عدة أشكال دورانية تنتقل بسهولة إلى بعضها البعض.

طرق التمثيل البياني للتوافق وتسمياتها هي كما يلي. لنبدأ بجزيء الإيثان. بالنسبة لذلك ، يمكن للمرء أن يتوقع وجود اثنين من المطابقات المختلفة في الطاقة. يتم عرضها أدناه كـ توقعات المنظور (1) ("ماعز المنشرة") ، الإسقاطات الجانبية (2 و صيغ نيومان (3).

في إسقاط المنظور (1 أ ، 1 ب) ، يجب تخيل اتصال C-C في المسافة ؛ ذرة الكربون على اليسار أقرب إلى الراصد ، والذرة على اليمين بعيدة عنه.

في الإسقاط الجانبي (2 أ ، 2 ب) ، توجد أربع ذرات H في مستوى الرسم ؛ إن ذرات الكربون في الواقع خارج هذا المستوى إلى حد ما ، ولكن يُفترض عادةً أنها تقع أيضًا في مستوى الرسم. تشير الروابط "الدهنية" على شكل إسفين عن طريق سماكة الإسفين إلى الخروج من المستوى باتجاه مراقب الذرة التي يتم توجيه السماكة إليها. وصلات الوتد المنقط تحدد المسافة من المراقب.

في إسقاط نيومان (3 أ ، 3 ب) ، يُنظر إلى الجزيء على طول الرابطة C-C (في الاتجاه الذي يشير إليه السهم في الصيغ 1 أ ، ب). ثلاثة خطوط متباعدة بزاوية 120 درجة من مركز الدائرة تشير إلى روابط ذرة الكربون الأقرب إلى المراقب ؛ الخطوط "البارزة" من الدائرة هي روابط ذرة الكربون البعيدة.

التشكل المرسوم على اليسار يسمى مشوشة : هذا الاسم يذكر بحقيقة أن ذرات الهيدروجين لكلا المجموعتين CH 3 متقابلة. أدى التشكل المعوق إلى زيادة الطاقة الداخلية وبالتالي فهو غير ملائم. يسمى التشكل الظاهر على اليمين تثبط ، مما يعني أن الدوران الحر حول الرابطة C-C "ممنوع" في هذا الوضع ، أي يوجد الجزيء في الغالب في هذا التشكل.

يسمى الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة لتدوير جزيء ما حول رابطة معينة حاجز الدوران لهذا الارتباط. يمكن التعبير عن حاجز الدوران في جزيء مثل الإيثان من حيث التغيير في الطاقة الكامنة للجزيء كدالة للتغيير زاوية ثنائية السطوح (التواء) أنظمة. تظهر الزاوية ثنائية السطوح (المعينة تاو) في الشكل أدناه:

يظهر ملف الطاقة للدوران حول رابطة C-C في الإيثان في الشكل التالي. يتم تصوير دوران ذرة الكربون "الخلفية" بالتغير في الزاوية ثنائية السطوح بين ذرتي الهيدروجين الموضحة. للتبسيط ، تم حذف بقية ذرات الهيدروجين. حاجز الدوران الذي يفصل بين شكلي الإيثان هو 3 كيلو كالوري / مول (12.6 كيلو جول / مول). يتوافق الحد الأدنى لمنحنى الطاقة الكامنة مع المطابقات المثبطة ، والحد الأقصى - مع المطابقات المحجوبة. نظرًا لأن طاقة بعض تصادمات الجزيئات في درجة حرارة الغرفة يمكن أن تصل إلى 20 كيلو كالوري / مول (حوالي 80 كيلو جول / مول) ، يمكن التغلب على هذا الحاجز البالغ 12.6 كيلو جول / مول بسهولة ويعتبر الدوران في الإيثان مجانًا.

نؤكد أن كل نقطة على منحنى الطاقة الكامنة تتوافق مع شكل معين. تتوافق النقاط المقابلة للحد الأدنى مع الأيزومرات التوافقية ، أي المكونات السائدة في خليط من جميع المطابقات الممكنة .

عندما يصبح الجزيء أكثر تعقيدًا ، يزداد عدد التوافقات المحتملة التي تختلف بشكل كبير في الطاقة. وذلك ل ن- البوتان ، يمكن بالفعل تصوير ستة مطابقة ، تختلف في الترتيب المتبادل لمجموعات CH 3 ، أي الالتفاف حول الاتصال المركزي C-C. أدناه ، يتم عرض مطابقة n- بيوتان كتوقعات نيومان. التماثلات (الكسوف) الموضحة على اليسار غير مواتية بقوة ؛ في الممارسة العملية ، يتم تحقيق فقط المكبوتات.

مختلف المطابقات المغلقة والمثبطة للبيوتان غير متساوية في الطاقة. يتم عرض الطاقات المقابلة لجميع التشكيلات التي تشكلت أثناء الدوران حول الرابطة المركزية C-C أدناه:

عندما يصبح الجزيء أكثر تعقيدًا ، يزداد عدد التشويهات المحتملة.

إذن ، المطابقة هي أشكال مكانية مختلفة غير متطابقة لجزيء لها تكوين معين. المحولات عبارة عن هياكل أيسومرية مجسمة في حالة توازن متنقل وقادرة على التحويل البيني بالتناوب حول روابط بسيطة.

في بعض الأحيان ، يصبح حاجز مثل هذه التحولات مرتفعًا بدرجة كافية لفصل الأشكال الفراغية (على سبيل المثال ، ثنائي الفينيل النشط بصريًا ؛). في مثل هذه الحالات ، لم يعودوا يتحدثون عن المطابقين ، بل يتحدثون عن الحياة الواقعية الأيزومرات الفراغية .

II.2. التماثل الهندسي

من النتائج المهمة لصلابة الرابطة المزدوجة (غياب الدوران حولها) الوجود نظائر هندسية ... الأكثر شيوعا هي أيزومرات رابطة الدول المستقلة مركبات سلسلة الإيثيلين التي تحتوي على بدائل غير متكافئة عند الذرات غير المشبعة. أبسط مثال على ذلك هو أيزومرات البيوتين -2.

الأيزومرات الهندسية لها نفس التركيب الكيميائي (نفس ترتيب الرابطة الكيميائية) ، وتختلف في الترتيب المكاني للذرات ، في ترتيب ... هذا الاختلاف يخلق الاختلاف في الخصائص الفيزيائية (وكذلك الخصائص الكيميائية). يمكن عزل الأيزومرات الهندسية ، على عكس المطابقة ، في شكل نقي وتوجد كمواد فردية ومستقرة. يتطلب تحولهم المتبادل عادة طاقة بترتيب 125-170 كيلو جول / مول (30-40 كيلو كالوري / مول). يمكن نقل هذه الطاقة عن طريق التسخين أو التشعيع.

في أبسط الحالات ، تكون تسمية الأيزومرات الهندسية واضحة: رابطة الدول المستقلة- الأشكال عبارة عن أيزومرات هندسية حيث توجد نفس البدائل على جانب واحد من مستوى رابطة pi ، نشوة- الأيزومرات لها نفس البدائل على جوانب مختلفة من مستوى السندات pi. في الحالات الأكثر تعقيدًا ، قم بتطبيق Z ، التسمية الإلكترونية ... مبدأها الرئيسي: للإشارة إلى التكوين ، وبيان رابطة الدول المستقلة- (Z ، من Zusammen الألمانية - معًا) أو نشوة-(هـ ، من إنتجيجن الألمانية - المقابل) الموقع كبار النواب برباط مزدوج.

في النظام الإلكتروني Z ، تعتبر البدائل ذات العدد الذري الكبير من كبار السن. إذا كانت الذرات المرتبطة مباشرة بالكربون غير المشبعة هي نفسها ، فإنها تنتقل إلى "الطبقة الثانية" ، إذا لزم الأمر ، إلى "الطبقة الثالثة" ، إلخ.

لنفكر في تطبيق قواعد Z ، E-nomenclature باستخدام مثالين.

أنا

II

لنبدأ بالصيغة I ، حيث يتم تحديد كل شيء بواسطة ذرات "الطبقة الأولى". بترتيب الأعداد الذرية ، نجد أن البدائل الرئيسية لكل زوج (البروم في أعلى الصيغة والنيتروجين في الأسفل) في نشوة- الموضع ، ومن هنا جاءت التسمية الفراغية الكيميائية E:

E-1-bromo-1-chloro-2-nitroethene

لتحديد التسمية الكيميائية الفراغية للهيكل II ، من الضروري البحث عن الفرق في "الطبقات العليا". في الطبقة الأولى ، لا تختلف مجموعات CH 3 ، C 2 H 5 ، C 3 H 7. في الطبقة الثانية ، تحتوي مجموعة CH 3 على مجموع الأعداد الذرية التي تساوي ثلاث (ثلاث ذرات هيدروجين) ، بينما تحتوي كل مجموعة C 2 H 5 و C 3 H 7 على 8. وهذا يعني أن المجموعة CH 3 لا تؤخذ في الاعتبار - فهي أصغر من المجموعتين الأخريين. وبالتالي ، فإن المجموعات الأقدم هي C 2 H 5 و C 3 H 7 ، وهو موجود رابطة الدول المستقلة-موضع؛ التعيين المجسم الكيميائي Z.

Z-3-methylheptene-3

إذا كان من الضروري تحديد المجموعة الأكبر سناً - C 2 H 5 أو C 3 H 7 ، فسيتعين على المرء أن يذهب إلى ذرات "الطبقة الثالثة" ؛ سيكون مجموع الأعداد الذرية في هذه الطبقة لكلا المجموعتين يساوي 3 و 8 ، على التوالي ، أي C 3 H 7 أقدم من C 2 H 5. في الحالات الأكثر تعقيدًا لتحديد الأقدمية ، يجب أخذ شروط إضافية بعين الاعتبار ، مثل: الذرة المرتبطة برابطة مزدوجة تُحسب مرتين ، وثلاثية الرابطة واحدة - ثلاث مرات ؛ من بين النظائر ، الأقدم هو الأثقل (الديوتيريوم أقدم من الهيدروجين) والبعض الآخر.

لاحظ أن التدوين Z ليس مرادف رابطة الدول المستقلة-لا تتوافق التعيينات والتعيينات E دائمًا مع الموقع نشوة-، على سبيل المثال:

رابطة الدول المستقلة-1،2-ديكلوروبروبين -1 رابطة الدول المستقلة-1،2-ثنائي كلورو-1-بروموبروبين -1

Z-1،2-dichloropropene-1 E-1،2-dichloro-1-bromopropene-1

مهام التحكم

1. بومبيكول ، فرمون (جاذب جنسي) لدودة القز ، هو E-10-Z-12-hexadecadienol-1. ارسم صيغته الهيكلية.

2. قم بتسمية المركبات التالية وفقًا للتسمية Z ، E:

II.3. التماثل البصري (التماثل البصري)

من بين المركبات العضوية ، توجد مواد يمكنها تدوير مستوى استقطاب الضوء. تسمى هذه الظاهرة بالنشاط البصري ، والمواد المقابلة - نشطة ضوئيا ... تحدث المواد الفعالة بصريًا كأزواج الأضداد البصرية - الايزومرات ، الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي هي نفسها في ظل الظروف العادية ، باستثناء واحد - علامة دوران مستوى الاستقطاب. (إذا كان أحد الأضداد الضوئية يحتوي ، على سبيل المثال ، على الدوران المحدد [ملاحظة 1] +20 о ، فإن الآخر لديه الدوران المحدد -20 о).

II.4. صيغ الإسقاط

للحصول على صورة تقليدية لذرة غير متماثلة على مستوى ، استخدم e. صيغ الإسقاط فيشر ... يتم الحصول عليها عن طريق إسقاط الذرات التي ترتبط بها الذرة غير المتماثلة على مستوى. في هذه الحالة ، يتم حذف الذرة غير المتماثلة نفسها ، كقاعدة عامة ، مع الاحتفاظ فقط بخطوط العبور ورموز البدائل. لتذكر الترتيب المكاني للبدائل ، غالبًا ما يتم الاحتفاظ بخط عمودي متقطع في صيغ الإسقاط (تتم إزالة البدائل العلوية والسفلية خارج مستوى الرسم) ، ولكن هذا لا يتم غالبًا. فيما يلي الطرق المختلفة لكتابة معادلة الإسقاط المقابلة للنموذج الأيسر في الشكل السابق:

فيما يلي بعض الأمثلة على صيغ الإسقاط:

(+) - ألانين (-) - بوتانول (+) - ألدهيد الجلسرين

عندما يتم إعطاء أسماء المواد علامات الدوران الخاصة بها: هذا يعني ، على سبيل المثال ، أن المضاد المرن للبوتانول -2 لديه التكوين المكاني ، معبراً عنها بدقة بالصيغة أعلاه ، وتتوافق صورتها المرآة مع dextrorotatory butanol-2. تحديد التكوين يتم إجراء المضادات الضوئية تجريبياً [ملاحظة 3].

من حيث المبدأ ، يمكن تمثيل كل مضاد ضوئي باثني عشر (!) صيغة إسقاط مختلفة - اعتمادًا على كيفية وضع النموذج في الإسقاط ، من أي جانب ننظر إليه. لتوحيد صيغ الإسقاط ، تم إدخال قواعد معينة لكتابتها. لذلك ، إذا كانت الوظيفة الرئيسية في نهاية السلسلة ، فعادة ما يتم وضعها في الأعلى ، يتم تصوير السلسلة الرئيسية عموديًا.

لمقارنة صيغ الإسقاط المكتوبة "غير القياسية" ، تحتاج إلى معرفة القواعد التالية لتحويل صيغ الإسقاط.

1. يمكن تدوير الصيغ في مستوى الرسم بمقدار 180 درجة دون تغيير معناها الكيميائي الفراغي:

2. لا يغير اثنان (أو أي عدد زوجي) من البدائل في ذرة غير متماثلة المعنى الفراغي الكيميائي للصيغة:

3. يؤدي واحد (أو أي عدد فردي) من البدائل في المركز غير المتماثل إلى صيغة المضاد البصري:

4. يؤدي الدوران في مستوى الرسم بمقدار 90 درجة إلى تحويل الصيغة إلى صيغة معاكسة ، ما لم يتغير في نفس الوقت شرط موقع البدائل بالنسبة إلى مستوى الرسم ، أي لا تفترض أن البدائل الجانبية الآن خلف مستوى الرسم ، والبدائل العلوية والسفلية أمامها. إذا كنت تستخدم صيغة ذات خط منقط ، فإن الاتجاه المتغير للخط المنقط سيذكرك مباشرة بهذا:

5. بدلاً من التباديل ، يمكن تحويل صيغ الإسقاط عن طريق تدوير أي ثلاثة بدائل في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة ؛ البديل الرابع لا يغير الموضع (مثل هذه العملية تعادل تبادلين):

6. لا يمكن استنتاج صيغ الإسقاط من مستوى الرسم (أي أنه من المستحيل ، على سبيل المثال ، مشاهدتها "في الضوء" من الجانب الخلفي للورقة - سيؤدي ذلك إلى تغيير المعنى الكيميائي الفراغي للصيغة).

II.5. رفقاء

إذا كانت صيغة المادة تحتوي على ذرة غير متماثلة ، فهذا لا يعني على الإطلاق أن هذه المادة سيكون لها نشاط بصري. إذا ظهر مركز غير متماثل في سياق تفاعل طبيعي (الاستبدال في مجموعة CH 2 ، إضافة في رابطة مزدوجة ، وما إلى ذلك) ، فإن احتمالية إنشاء كل من التكوينات المتناقضة هي نفسها. لذلك ، على الرغم من عدم تناسق كل جزيء على حدة ، فإن المادة الناتجة تكون غير نشطة بصريًا. يتم استدعاء التعديلات غير النشطة بصريًا من هذا النوع ، والتي تتكون من عدد متساوٍ من كلا النقطتين زملائه [ملاحظة 4].

II.6. دياستيريوميرسم

للمركبات التي تحتوي على العديد من الذرات غير المتماثلة سمات مهمة تميزها عن المواد النشطة بصريًا التي كانت تعتبر سابقًا أبسط مع وجود مركز واحد من عدم التماثل.

لنفترض أن هناك ذرتين غير متماثلتين في جزيء مادة معينة ؛ دعنا نحددها بشكل مشروط A و B. فمن السهل أن نرى أن الجزيئات ذات التركيبات التالية ممكنة:

الجزيئات 1 و 2 زوج من المضادات الضوئية ؛ الأمر نفسه ينطبق على زوج من الجزيئات 3 و 4. إذا قارنا مع جزيئات أخرى من أزواج مختلفة من الأضداد - 1 و 3 و 1 و 4 و 2 و 3 و 2 و 4 ، فسنرى أن الأزواج المدرجة ليست بصرية الأضداد: تكوين ذرة واحدة غير متماثلة يتزامن فيها ، تكوين الأخرى لا يتطابق. كل هذه أزواج دياستيريومرز ، بمعنى آخر. الايزومرات المكانية ليس تشكل الأضداد البصرية مع بعضها البعض.

تختلف الدياستيريومرات عن بعضها البعض ليس فقط في الدوران البصري ، ولكن أيضًا في جميع الثوابت الفيزيائية الأخرى: لها نقاط انصهار وغليان مختلفة ، وذوبان مختلف ، وما إلى ذلك.

مثال على مركب من النوع قيد الدراسة يمكن أن يحدث حمض الكلوريك

تحتوي أشكالها الفراغية على صيغ الإسقاط التالية:

إرثرو-شكل تريوشكل

الأسماء إرثرو- و تريو- تأتي من أسماء الكربوهيدرات إريثروز وثريوز. تُستخدم هذه الأسماء للإشارة إلى الموضع المتبادل للبدائل في المركبات ذات الذرتين غير المتماثلتين: إرثرو -نظائر تسمى تلك التي يوجد فيها بديلين جانبيين متطابقين في صيغة الإسقاط القياسية على نفس الجانب (يمينًا أو يسارًا) ؛ تريو -نظائر لها نفس البدائل الجانبية على جوانب مختلفة من صيغة الإسقاط [مثال 5].

اثنان إرثرو-الأيزومرات عبارة عن زوج من المضادات الضوئية ، عندما يختلطون ، يتم تكوين زميل سباق. زوج من الايزومرات الضوئية هما و تريونماذج؛ كما أنهم يعطون ، عند مزجهم ، رفيقًا يختلف في خصائصه عن زميله إرثرو-نماذج. وبالتالي ، هناك ما مجموعه أربعة أيزومرات نشطة بصريًا لحمض الكلورو ماليك واثنين من رفاق السباق.

مع زيادة أخرى في عدد المراكز غير المتماثلة ، يزداد عدد الأيزومرات المكانية ، ويضاعف كل مركز غير متماثل جديد عدد الأيزومرات. يتم تحديده بواسطة الصيغة 2 n ، حيث n هو عدد المراكز غير المتماثلة.

قد ينخفض \u200b\u200bعدد الأيزومرات الفراغية بسبب التناظر الجزئي الذي يظهر في بعض الهياكل. مثال على ذلك حمض الطرطريك ، حيث يتم تقليل عدد الأيزومرات الفراغية الفردية إلى ثلاثة. صيغ الإسقاط الخاصة بهم هي:

الصيغة I مطابقة للصيغة Ia: فهي تتحول إليها عند تدويرها بزاوية 180 درجة في مستوى الرسم ، وبالتالي لا تمثل أيزومر مجسم جديد. هذا تعديل بصري غير نشط - الشكل المتوسط ... على عكس الزميل ، والذي يمكن أن يتحلل بصريًا النتيبات, ميسوالشكل غير قابل للتقسيم بشكل أساسي: يحتوي كل جزيء من جزيئاته على مركز واحد غير متماثل لتكوين واحد والآخر على العكس. نتيجة لذلك ، يحدث تعويض داخل الجزيئي لدوران كلا المركزين غير المتماثلين.

ميزو-تتوفر الأشكال لجميع المواد الفعالة بصريًا مع العديد من المراكز المتماثلة (أي المرتبطة بالبدائل نفسها) [مثال 6]. صيغ الإسقاط ميسويمكن دائمًا التعرف على النماذج من خلال حقيقة أنه يمكن دائمًا تقسيمها بخط أفقي إلى نصفين ، والتي تكون متطابقة رسميًا عند كتابتها على الورق ، ولكنها في الواقع معكوسة:

تصور الصيغتان الثاني والثالث الأضداد البصرية لحمض الطرطريك ؛ عندما يتم خلطها ، يتم تكوين زميل غير نشط بصريًا - حمض العنب.

II.7. تسمية الايزومرات الضوئية

يعتمد أبسط وأقدم نظام لتسميات الشفرات الضوئية ولكن لا يزال مستخدمًا على مقارنة صيغة الإسقاط لما يسمى antipode مع صيغة الإسقاط لبعض المواد القياسية المختارة كـ "مفتاح". لذلك ، بالنسبة لأحماض ألفا هيدروكسي وأحماض ألفا الأمينية ، فإن المفتاح هو الجزء العلوي من صيغة الإسقاط (في الترميز القياسي):

L-أحماض الهيدروكسي (X \u003d OH) د-أحماض الهيدروكسي (X \u003d OH)

الأحماض الأمينية L (X \u003d NH 2) د-أحماض أمينية (X \u003d NH 2)

يُشار إلى تكوين جميع أحماض ألفا هيدروكسي التي تحتوي على مجموعة هيدروكسيل على اليسار في صيغة Fischer القياسية للإسقاط بواسطة العلامة إل؛ إذا كان الهيدروكسيل موجودًا في صيغة الإسقاط على اليمين - بواسطة العلامة د [ملاحظة 7].

المفتاح للإشارة إلى تكوين السكريات هو glyceraldehyde:

L - (-) - ألدهيد جليسريك د-(+) - غليسرالدهيد

في جزيئات السكر ، الترميز د- أو L- يشير إلى التكوين الأسفل مركز غير متماثل.

النظام د-,L-للتسمية عيوب كبيرة: أولاً ، التعيين د- أو L- يشير إلى تكوين ذرة غير متماثلة واحدة فقط ، ثانيًا ، بالنسبة لبعض المركبات ، يتم الحصول على تسميات مختلفة ، اعتمادًا على ما إذا كان المفتاح مأخوذًا كمفتاح glyceraldehyde أو مفتاح أوكسي أسيد ، على سبيل المثال:

تقصر أوجه القصور في النظام الرئيسي استخدامه الحالي على ثلاث فئات من المواد النشطة بصريًا: السكريات والأحماض الأمينية والأحماض الهيدروكسية. للاستخدام العام ، تم تصميمه "R ، S-system كان ، إنغولد وبريلوغ [ملاحظة 8].

لتحديد التكوين R- أو S للمضاد البصري ، من الضروري ترتيب رباعي السطوح للبدائل حول ذرة الكربون غير المتماثلة بطريقة يكون فيها البديل السفلي (عادة الهيدروجين) اتجاه "من المراقب". ثم إذا حدث الانتقال في دائرة البدلاء الثلاثة الآخرين من الأقدم إلى المتوسط \u200b\u200bفي الأقدمية ثم إلى الأصغر عكس عقارب الساعه - هذه ر -ايزومر (يرتبط بنفس حركة اليد عند كتابة الحرف R) ، إذا في اتجاه عقارب الساعة - هذه س- isomer (مرتبط بنفس حركة اليد عند كتابة الحرف S).

لتحديد أقدمية بدائل ذرة غير متماثلة ، يتم استخدام قواعد حساب الأعداد الذرية ، والتي درسناها بالفعل فيما يتعلق بـ Z ، التسمية الإلكترونية للأيزومرات الهندسية (انظر).

لتحديد تعيينات R و S وفقًا لصيغة الإسقاط ، من الضروري ، من خلال عدد زوجي من التباديل (لا يتغير ، كما نعلم ، المعنى الكيميائي المجسم للصيغة) ، لترتيب البدائل بحيث يكون أقلها (عادةً الهيدروجين) في أسفل صيغة الإسقاط. ثم تتوافق أسبقية البدائل الثلاثة المتبقية ، التي تسقط في اتجاه عقارب الساعة ، مع التسمية R ، عكس اتجاه عقارب الساعة - مع التسمية S [الملاحظة 9]:

مهام التحكم

3. تحديد تكوين المركز غير المتماثل لحمض الأسكوربيك (فيتامين ج) (بواسطة R ، S.-التسمية والمقارنة مع الجلسرالديهايد):

4. الايفيدرين قلويد له الصيغة:

إعطاء اسم لهذا المركب باستخدام R ، S.- التسمية.

5. السيستين - حمض أميني غير أساسي يشارك في تنظيم عمليات التمثيل الغذائي ، هو إل1- حمض أميني -2 مركابتروبيونيك. ارسم صيغتها الهيكلية وقم بتسميتها R ، S.- التسمية.

6. Levomycetin (مضاد حيوي واسع الطيف) هو د(-) - threo-1-para-nitrophenyl-2-dichloroacetylamino-propanediol-1،3. ارسم هيكلها كصيغة إسقاط فيشر.

7. Sinestrol هو دواء استروجين اصطناعي له بنية غير ستيرويدية. أعطه اسمًا مع تعيين التكوين الفراغي الكيميائي:

II.8. الكيمياء المجسمة للمركبات الحلقية

عندما يتم إغلاق سلسلة من ذرات الكربون في دورة مستوية ، تضطر زوايا رابطة ذرات الكربون إلى الانحراف عن قيمتها العادية الرباعية السطوح ، ويعتمد حجم هذا الانحراف على عدد الذرات في الدورة. كلما زادت زاوية انحراف روابط التكافؤ ، كلما زاد احتياطي الطاقة للجزيء ، قل استقرار الدورة. ومع ذلك ، فإن الهيدروكربون الحلقي المكون من ثلاثة أعضاء فقط (البروبان الحلقي) له بنية مستوية ؛ بدءًا من cyclobutane ، فإن جزيئات الألكان الحلقي لها بنية غير مستوية ، مما يقلل من "الجهد" في النظام.

يمكن أن يوجد جزيء الهكسان الحلقي في شكل العديد من المطابقات التي يتم فيها الحفاظ على زوايا الرابطة "الطبيعية" (من أجل التبسيط ، يتم عرض ذرات الكربون فقط):

الشكل الأكثر ملاءمة هو I - الشكل المزعوم "الكراسي". التشكل الثاني - "تحريف" - يحتل موقعًا وسيطًا: إنه أقل ملاءمة من شكل الكرسي (نظرًا لوجود ذرات الهيدروجين المحتبسة فيه) ، ولكنه أكثر ملاءمة من التشكل III. التشكل الثالث - "حمام" - الأقل تفضيلًا من الثلاثة بسبب التنافر الكبير لذرات الهيدروجين الموجهة لأعلى.

يسمح النظر في اثني عشر رابطًا من روابط CH في شكل الكرسي بتقسيمها إلى مجموعتين: ستة محوري وصلات موجهة بالتناوب لأعلى ولأسفل ، وستة استوائي وصلات موجهة إلى الجانبين. في الهكسانات الحلقية أحادية الاستبدال ، يمكن أن يكون البديل إما في الموضع الاستوائي أو المحوري. عادة ما تكون هاتان المطابقتان في حالة توازن وتتحولان بسرعة إلى بعضهما البعض من خلال التشكل الملتوي:

عادة ما يكون التشكل الاستوائي (هـ) أفقر في الطاقة وبالتالي أكثر فائدة من المحور (أ).

عند ظهور بدائل (سلاسل جانبية) في الحلقات ، بالإضافة إلى مشكلة تشكيل الحلقة نفسها ، يواجه الباحث أيضًا مشاكل تكوينات بديلة : لذلك ، في حالة وجود بديلين متطابقين أو مختلفين ، رابطة الدول المستقلة عبر-ايزومير. لاحظ ما يجب التحدث عنه رابطة الدول المستقلة عبر- يكون تكوين البدائل منطقيًا فقط عند تطبيقه على الحلقات الصغيرة والمتوسطة المشبعة (حتى C 8): في الحلقات التي تحتوي على عدد كبير من الوحدات ، يصبح التنقل مهمًا جدًا لدرجة أن التفكير حول رابطة الدول المستقلة- أو نشوة- منصب النواب يفقد معناه.

وبالتالي ، فإن أحماض الأيزومير الحلقي الفراغية-1،2-ثنائي الكربوكسيل هي مثال كلاسيكي. هناك نوعان من الأحماض الأيزوميرية الفراغية: أحدهما به رر. 139 حول C ، قادرة على تكوين أنهيدريد دوري ، وبالتالي ، رابطة الدول المستقلة-ايزومير. حمض الستريويزومريك آخر ، النائب. 175 حول C ، لا يشكل أنهيدريد دوري ؛ هذه نشوة- أيزومر [الملاحظة 10]:

يوجد اثنان من الأحماض الفراغية 1،2،2-ثلاثي ميثيل سيكلوبنتان-1،3-ثنائي الكربوكسيل في نفس العلاقة مع بعضهما البعض. واحد منهم ، حامض الكافوريك ، لذا رر. 187 حول C ، تشكل أنهيدريد ، وبالتالي فهي رابطة الدول المستقلة-ايزومير. والآخر هو حمض isocamphoric ، m.p. 171 о С ، - لا يشكل أنهيدريد ، عليه نشوة-ايزومير:

رابطة الدول المستقلة عبر

على الرغم من أن جزيء السيكلوبنتان ليس مسطحًا في الواقع ، من أجل الوضوح ، من الملائم تصويره في شكل مسطح ، كما في الشكل أعلاه ، مع الأخذ في الاعتبار أنه في رابطة الدول المستقلة-ايزومير ، اثنان من البدائل على جانب واحد من الحلقة و في نشوة-ايزومير- على طرفي نقيض من الدورة .

يمكن أيضًا أن توجد مشتقات الهكسان الحلقي غير المستبدلة في شكل رابطة الدول المستقلة أو عبر:

لا تحتكر ذرة الكربون إنشاء مراكز مراوان في جزيئات المركبات العضوية. يمكن أن يكون مركز chirality أيضًا ذرات السيليكون والقصدير والنيتروجين رباعي التكافؤ في أملاح الأمونيوم الرباعية وأكاسيد الأمين الثالثة:

في هذه المركبات ، يحتوي مركز عدم التناسق على تكوين رباعي السطوح ، مثل ذرة الكربون غير المتماثلة. ومع ذلك ، هناك أيضًا مركبات ذات بنية مكانية مختلفة للمركز اللولبي.

تتكون المراكز اللولبية من ذرات النيتروجين والفوسفور والزرنيخ والأنتيمون والكبريت ، ولها تكوين هرمي. من حيث المبدأ ، يمكن اعتبار مركز عدم التناسق رباعي السطوح إذا تم أخذ زوج الإلكترون الوحيد للذرة غير المتجانسة كبديل رابع:

يمكن أن يحدث النشاط البصري و بدون المركز اللولبي ، بسبب chirality لبنية الجزيء بأكمله ككل ( chirality الجزيئية أو عدم التناسق الجزيئي ). الأمثلة الأكثر شيوعًا هي الحضور المحور اللولبي أو طائرة مراوان .

ينشأ المحور اللولبي ، على سبيل المثال ، في الأليلات التي تحتوي على بدائل مختلفة عند sp 2 - ذرات كربون هجينة. من السهل أن نرى أن المركبات التالية عبارة عن صور معكوسة ، وبالتالي ، أضداد بصرية:

يظهر محور chirality في الأشكال بواسطة سهم.

فئة أخرى من المركبات ذات المحور اللولبي هي مركبات ثنائي الفينيل النشطة بصريًا ، والتي لها a أورثو- البدائل الضخمة التي تعيق الدوران الحر حول الرابطة C-C التي تربط حلقات أرين:

الطائرة اللولبية تتميز بإمكانية التمييز بين الجانبين "العلوي" و "السفلي" ، بالإضافة إلى الجانبين "الأيمن" و "الأيسر". مثال على المركبات ذات المستوى اللولبي نشط بصريًا نشوة-سيكلوكتين ومشتق فيروسين نشط بصريًا.