Садржај
Изомери су једињења која су идентична у формули, али различита у структури или просторном распореду. Јављају се широм природе, али су од посебног интереса за органску хемију - проучавање угљених једињења - због огромне разноликости економски важних органских молекула. Научници су покушали да математички добију број изомера органских молекула правих ланаца, званих алкани, али нису открили једноставне везе између броја изомера и садржаја угљеника. Међутим, рачунарски програми који разграђују алкане структуре у фрагменте који се могу управљати дају добре резултате.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Математички је немогуће израчунати број изомера алкана, али рачунарски програми користе алгоритам за то.
Врсте изомера
Две врсте изомера су структурни и оптички. Структурни изомери имају различите распореде атома или мале накупине атома, назване функционалне групе. Ови изомери су резултат разлика у гранама распореда молекула функционалних група. Оптички изомери или стереоизомери су структурно идентични, али геометријски положаји њихових атома и функционалних група су различити. Примјери оптичких изомера укључују зрцалне слике и молекуле који се окрећу у супротним смјеровима.
Упознајте Алкане
Алкани су ланци атома угљеника (Ц) и водоника (Х). За сваки н атома угљеника постоје (2н + 2) атоми водоника. Алкани углавном потичу из природног гаса и сирове нафте. Угљен у алканима формира ланце који везују угљеник за четири друга атома кроз Ц-Ц или Ц-Х везу. Равни (ациклични) алкани не формирају прстенасте структуре. Најједноставнији алкан је метан (ЦХ4). Алкани са четири или више атома угљеника могу формирати структурне изомере, а они са седам или више угљеника такође могу формирати оптичке изомере. Неки изомери су "стерично неповољни", што значи да се мало вероватно формирају, јер им је потребна додатна енергија да би остали стабилни.
Бројање изомера
Роберт Патон и Јонатхан Гоодман са Универзитета у Цамбридгеу нуде бесплатну апликацију, названу ИсоЦоунт, која израчунава број структурних и оптичких изомера за било који ациклички алкан.Једноставно унесете број угљеника у алкан и програм биљежи број структурних и оптичких изомера, примјећујући колико је стерички неповољно. Програм користи алгоритам који итеративно испитује део алкана како би добио број изомера. На примјер, ако унесете седам, програм извјештава да Ц7Х16 алкан има девет структурних изомера и два оптичка.
Нестабилни Алканес
Алкани са 16 или 17 угљеника нису стабилна једињења и брзо се дисоцирају на собним температурама. Ц17 уопште не постоји и Ц16 се може формирати само накратко на врло ниским температурама. Неки алкани са дужим ланцима су такође нестабилни. Програм ИсоЦоунт узима у обзир нестабилне фрагменте угљеника када извештава о својим резултатима. Број изомера брзо расте како се повећава број угљеника у алкану. Аутори ИсоЦоунт-а процењују да изомери алкана са 167 угљеника надмашују све честице у свемиру.