Изомерия. Виды изомерии

Историческая справка
В итоге дискуссии Ю. Либиха и Ф. Вёлера в 1823 году было установлено, что существуют два резко различных по свойствам вещества состава AgCNO — циановокислое и гремучее (AgONC) серебро.
Ещё одним примером послужили винная и виноградная кислоты, после исследования которых Й. Берцелиус в 1830 году ввёл термин «изомерия» и высказал предположение, что различия возникают из-за «различного распределения простых атомов в сложном атоме».
Подлинное объяснение изомерия получила лишь во 2-й половине XIX века на основе теории химического строения А. М. Бутлерова (структурная изомерия) и стереохимического учения Я. Г. Вант-Гоффа (пространственная изомерия).

Изомерия (с перевода др. греч.— равный + доля, часть) — явление, заключающееся в существовании химических соединений — изомеров, — одинаковых по атомному составу и молекулярной массе, но различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и, вследствие этого, по свойствам.

Изомеры – это вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, но различное строение и, следовательно, разные свойства.

Гомологи - химические соединения одного структурного типа, отличающихся друг от друга по составу на определённое число повторяющихся структурных единиц.
Метан и этан - гомологи
Метан
Этан

Гомологический ряд — ряд химических соединений одного структурного типа, отличающихся друг от друга по составу на определенное число повторяющихся структурных единиц — так называемую «гомологическую разность»
Гомологический ряд алканов, отличающихся на СН2 разность

Изомерия
Структурная
Пространственная
Углеродного скелета
Положение функциональной группы или связи
Межклассовая
Оптическая
Геометрическая
Виды изомерии

1.Изомерия углеродного скелета.
Физические свойства бутана и изобутана отличаются: изобутан имеет более низкие температуры плавления и кипения, чем бутан
Химические свойства данных изомеров различаются незначительно, т.к. они имеют одинаковые качественный состав и характер связи между атомами в молекуле
Шаростержневая модель молекулы бутана
Шаростержневая модель молекулы изобутана

2.Изомерии положения двойной связи.
Формула:
2-метилбутен-2 3-метилбутен-1
С5H10

3.Межклассовая изомерия.
Формула: C2H6O
Этанол - одноатомный спирт
Диметиловый эфир

Причиной возникновения геометрической изомерии является отсутствие свободного вращения вокруг двойной связи. Этот вид изомерии характерен для соединений, содержащих двойную связь, и для соединений алициклического ряда.
Геометрическая изомерия

Цис-бутен-2 Транс-бутен-2
Пример геометрической изомерии

Оптическая изомерия.
Если атом углерода в молекуле связан с четырьмя различными атомами или
атомными группами, например:
То возможно существование двух соединений с одинаковой структурной формулой,
но отличающихся пространственным строением.
Молекулы таких соединений относятся друг к другу как предмет
и его зеркальное изображение и являются пространственными изомерами

Пример оптической изомерии

Заключения
Изомерия важна в нашей жизни. Благодаря ей существует огромное количество веществ, разных по свойствам и применению.