Презентация "Изомерия"

Перед вами два вещества. Сравните их.Что общего в их строении и составе и что отличает их друг от друга? Сделайте вывод: одно и тоже это вещество или эти вещества разные.

СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – О – Н

Бутиловый спирт

СН3 – СН2 – О – СН2 – СН3

Диэтиловый эфир

С 4 Н 10 О

Способность атомов углерода соединяться в различном порядке друг с другом и с атомами других элементов обуславливает явление изомерии

ИЗОМЕРИЯ

греч. isos – одинаковый, meros – часть

одно из важнейших понятий в органической химии

Вещества, имеющие одинаковый количественный и качественный состав молекул, но отличающиеся по своей структуре и свойствам, называются изомерами

Изомерия была впервые обнаружена Ю.Либихом в 1823, который установил, что серебряные соли гремучей и изоциановой кислот: Ag-О-N=C и Ag-N=C=O имеют одинаковый состав, но разные свойства.

Термин «Изомерия» в 1830 ввел И. Берцелиус, предположивший, что различия в свойствах соединений одинакового состава возникают из-за того, что атомы в молекуле расположены в неодинаковом порядке.

Представления об изомерии окончательно сформировались после создания А.М.Бутлеровым теории химического строения (1860-е).

Изомерия

Структурная

Пространственная

Изомерия

положения

Межклассовая

изомерия

Изомерия

углеродного

скелета

Геометрическая

изомерия

Оптическая

изомерия

СТРУКТУРНАЯ ИЗОМЕРИЯ ИЛИ ИЗОМЕРИЯ ЦЕПИ

Изомерия углеродного скелета обусловлена различным порядком связи между атомами углерода, образующими скелет молекулы.

А

В

Б

Правело построения структурных изомеров

С 6 Н 14 гексан

1.Запишите линейную цепь состоящую из 6-ти атомов углерода

2. Укоротите цепь на один атом углерода и мысленно делите полученную цепь пополам.

3. Проставьте атом углерода к любому атому в цепи кроме крайнего, не заходя за пунктирную линию.

4. Еще раз укоротите цепь, разделите ее пунктирной линией и проставьте атомы углерода к любому из атом углерода в цепи кроме крайних не заходя за пунктирную линию.

5. Просмотрите как еще можно расставить атомы углерода в цепи и расставьте их с учетом пунктирной линии.

6. Осталось расставить атомы водорода с учетом валентности атома углерода.

С – С – С – С – С – С

С – С – С – С – С

С

С – С – С – С – С

С

С – С – С – С

С С

С

С – С – С – С

С

С увеличением числа атомов углерода в молекуле число изомеров быстро растёт .

Насыщенные углеводороды, содержащие от одного до трех атомов углерода ( метан, этан, пропан ), не имеют изомеров.

С увеличением числа атомов углерода в цепи число изомеров непропорционально растет

Углеводород

Число изомеров

Бутан

2

Пентан

3

Гексан

5

Гептан

9

Октан

18

Нонан

35

Декан

75

Пентадекан

4347

Определите на какое число изомеров отличаются между собой гептан и октан

Два соединения одинакового состава считают изомерами, если их молекулы нельзя совместить в пространстве так, чтобы они полностью совпадали. Совмещение, как правило, проделывают мысленно.

Определите какие из приведенных веществ являются гомологами, а какие изомерами:

Н

г) Н 3 С – СН – С – СН 3

СН 3 Н

а) Н 3 С – СН 2 – СН 2 – СН 3

Н

б) Н 3 С – СН 2 – С – СН 3

СН 3

д) Н 3 С – СН 2 СН 3

СН 2 СН 2

СН 3

в) Н 3 С – С – СН 3

СН 3

е) Н 3 С – (СН 2 ) 3

СН 3

ж) Н 2 С = С – СН 2 – СН 2 – СН 3

Н

Изомерия положения возникает в тех случаях, когда функциональные группы, отдельные гетероатомы или кратные связи расположены в различных местах углеводородного скелета.

Н 3 С – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН 2

ОН

Н 2 С = СН – СН 2 – СН 2 – СН 3

Пентен - 1

Гексанол - 1

Н 3 С – СН 2 – СН 2 – СН 2 – СН – СН 3

ОН

Н 3 С – СН = СН – СН 2 – СН 3

Гексанол - 2

Пентен - 2

Н 3 С – СН 2 – СН 2 – СН – СН 2 – СН 3

ОН

Гексанол - 3

Последовавший затем синтез всех изомеров бутанола и определение их свойств стали убедительным подтверждением теории.

Нередко различия в строении изомеров положения столь очевидны, что не требуется даже мысленно совмещать их в пространстве, например, изомеры бутена или дихлорбензола .

Изомеры бутена и дихлорбензола

Структурные изомеры могут принадлежать к разным классам органических соединений, поэтому они могут различаться не только физическими, но и химическими свойствами .

Примером служат три изомера для соединения С3Н8О, два из них – спирты, а третье – простой эфир

Межклассовая изомерия обусловлена различным положением и сочетанием атомов в молекулах веществ, имеющих одинаковую молекулярную формулу, но принадлежащих различным классам.

CH 2 СН CH 2 CH 3

Бутен- 1

H 2 C CH 2

H 2 C CH 2

Циклобутан

Цис-транс-изомерия наблюдается в соединениях, содержащих кратные связи или плоские циклы. В отличие от простой связи, кратная связь не позволяет вращать вокруг нее отдельные фрагменты молекулы.

Для того чтобы определить тип изомера, через двойную связь мысленно проводят плоскость и далее анализируют то, как размещаются заместители относительно этой плоскости

Оптическая изомерия возникает в тех случаях, когда два изомера, представляют собой зеркальное отражение друг друга. Таким свойством обладают молекулы, которые могут быть представлены в виде одиночного атома углерода, имеющего четыре различных заместителя

Если при совмещении молекул в пространстве совпадения не происходят, то молекулы данных веществ являются изомерами

Если при совмещении молекул происходит совпадение всех атомов в молекуле данного вещества в пространстве, то вы имеете дело с одним и тем же веществом

1. Какие виды изомерии вы знаете?

2. Чем отличается пространственная изомерия от структурной?