Gjatë mësimit, ju do të merrni një ide të përgjithshme për llojet e izomerizmit, mësoni se çfarë është një izomer. Mësoni rreth llojeve të izomerizmit në kiminë organike: strukturore dhe hapësinore (stereoizomerizëm). Duke përdorur formulat strukturore të substancave, merrni parasysh nënspeciet e izomerisë strukturore (skeletore dhe izomerizmi i pozicioneve), mësoni rreth varieteteve të izomerizmit hapësinor: gjeometrik dhe optik.

Tema: Hyrje në Kiminë Organike

Mësimi: Izomerizmi. Llojet e izomerizmit. Izomeria strukturore, gjeometrike, optike

Llojet e formulave të konsideruara më parë që përshkruajnë substanca organike tregojnë se disa formula të ndryshme strukturore mund të korrespondojnë me një molekular.

Për shembull, formula molekulare C 2H 6O korrespondojnë dy substanca me formula të ndryshme strukturore - alkool etilik dhe eter dimetil. Oriz. 1

Alkooli etilik është një lëng që reagon me të natriumi metalik me evoluimin e hidrogjenit, vlon në +78.5 0 C. Në të njëjtat kushte, dimetil eteri, një gaz që nuk reagon me natriumin, vlon në -23 0 C.

Këto substanca ndryshojnë në strukturën e tyre - e njëjta formulë molekulare korrespondon me substanca të ndryshme.

Oriz. 1. Izomeria ndërklasore

Fenomeni i ekzistencës së substancave me të njëjtën përbërje, por strukturë të ndryshme dhe për këtë arsye veti të ndryshme quhen izomerizëm (nga fjalët greke "isos" - "i barabartë" dhe "meros" - "pjesë", "pjesë").

Llojet e izomerizmit

Ekzistojnë lloje të ndryshme të izomerizmit.

Izomeria strukturore shoqërohet me një rend të ndryshëm të lidhjes së atomeve në një molekulë.

Etanoli dhe dimetil eteri janë izomerë strukturorë. Meqenëse ato i përkasin klasave të ndryshme komponimet organike, ky lloj izomerizmi strukturor quhet edhe interklasore ... Oriz. 1

Izomerët strukturorë mund të jenë brenda një klase të përbërjeve, për shembull, tre hidrokarbure të ndryshme korrespondojnë me formulën C 5 H 12. ajo izomerizmi i skeletit të karbonit... Oriz. 2

Oriz. 2 Shembuj të substancave - izomerë strukturorë

Ekzistojnë izomerë strukturorë me të njëjtin skelet karboni, të cilët ndryshojnë në pozicionin e lidhjeve të shumëfishta (të dyfishta dhe të trefishta) ose atomeve që zëvendësojnë hidrogjenin. Ky lloj izomerizmi strukturor quhet izomerizmi i pozicionit.

Oriz. 3. Izomeria e pozicionit strukturor

Në molekulat që përmbajnë vetëm lidhje të vetme, në temperaturën e dhomës, rrotullimi pothuajse i lirë i fragmenteve molekulare rreth lidhjeve është i mundur, dhe, për shembull, të gjitha imazhet e formulave të 1,2-dikloroetanit janë ekuivalente. Oriz. 4

Oriz. 4. Pozicioni i atomeve të klorit rreth një lidhjeje të vetme

Nëse rrotullimi pengohet, për shembull, në një molekulë ciklike ose me një lidhje të dyfishtë, atëherë izomeri gjeometrike ose cis-trans. Në izomerët cis, zëvendësuesit janë në njërën anë të rrafshit unazor ose lidhje të dyfishtë, në izomerët trans, në anët e kundërta.

Izomerët Cis-trans ekzistojnë kur dy te ndryshme deputet. Oriz. 5

Oriz. 5. Izomerët Cis dhe trans

Një lloj tjetër izomerizmi lind për faktin se një atom karboni me katër lidhje të vetme formon një strukturë hapësinore me zëvendësuesit e tij - një katërkëndësh. Nëse një molekulë ka të paktën një atom karboni të lidhur me katër zëvendësues të ndryshëm, atëherë izomerizmi optik... Molekulat e tilla nuk përputhen me imazhin e tyre të pasqyrës. Kjo pronë quhet kiralitet - nga greqishtja mehier- "dora". Oriz. 6. Izomeria optike është karakteristikë e shumë molekulave që përbëjnë organizmat e gjallë.

Oriz. 6. Shembuj të izomerëve optikë

Izomeria optike quhet gjithashtu enantiomerizem (nga greqishtja enantios- "e kundërta" dhe meros- "pjesë"), dhe izomerët optikë - enantiomeret ... Enantiomerët janë optikisht aktivë, ata rrotullojnë rrafshin e polarizimit të dritës me të njëjtin kënd, por në drejtime të kundërta: d- , ose (+) - izomer, - në të djathtë, l- , ose ( -) - izomer, - në të majtë. Një përzierje e sasive të barabarta të enantiomereve të quajtur racemate, optikisht joaktive dhe shënohet me simbol d, l- ose (±).

Përmbledhje mësimi

Gjatë mësimit, ju morët një ide të përgjithshme për llojet e izomerizmit, çfarë është një izomer. Mësuam për llojet e izomerizmit në kiminë organike: strukturore dhe hapësinore (stereoizomerizëm). Me ndihmën e formulave strukturore të substancave, ne shqyrtuam nënllojet e izomerisë strukturore (skeletore dhe izomerizmi i pozicioneve), u njohëm me varietetet e izomerisë hapësinore: gjeometrike dhe optike.

Bibliografi

1. Rudzitis G.E. Kimi. Bazat kimi e përgjithshme... Klasa 10: tekst mësimor për institucionet arsimore: një nivel bazë të/ G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - Edicioni i 14 -të. - M.: Arsimi, 2012.

2. Kimia. Klasa 10. Niveli i profilit: teksti mësimor. për arsimin e përgjithshëm. institucionet / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin dhe të tjerët- M.: Drofa, 2008.- 463 f.

3. Kimia. Klasa 11. Niveli i profilit: tekst shkollor. për arsimin e përgjithshëm. institucionet / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin et al.- M.: Bustard, 2010.- 462 f.

4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Mbledhja e detyrave në kimi për ata që hyjnë në universitete. - edicioni i 4 -të - M.: RIA " Valë e re": Botuesi Umerenkov, 2012. - 278 f.

Detyre shtepie

1. Nr. 1,2 (f. 39) Rudzitis G.Ye. Kimi. Bazat e Kimisë së Përgjithshme. Klasa 10: tekst mësimor për institucionet arsimore: niveli bazë / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - Edicioni i 14 -të. - M.: Arsimi, 2012.

2. Pse numri i izomereve në hidrokarburet e serisë etilenit është më i madh se ai i hidrokarbureve të ngopura?

3. Cilat hidrokarbure kanë izomerë hapësinorë?

Lënda dhe roli i kimisë organike. Teori struktura kimike komponimet organike A.M. Butlerova dhe rëndësia e saj.

Kimi organike, një shkencë që studion përbërjet e karbonit me elementë të tjerë (komponimet organike), si dhe ligjet e transformimeve të tyre.

Shumëllojshmëria dhe numri i madh i përbërjeve organike përcakton rëndësinë e kimisë organike si dega më e madhe e kimisë moderne. Bota përreth nesh është ndërtuar kryesisht nga komponimet organike; ushqim, karburant, veshje, ilaçe, ngjyra, detergjentë, eksplozivë, materiale pa të cilat është e pamundur të krijohet transport, shtypje, depërtim në hapësirë, etj. - e gjithë kjo përbëhet nga komponimet organike. Komponimet organike luajnë rolin më të rëndësishëm në proceset e jetës. Kimia organike studion jo vetëm përbërjet e marra nga organizmat bimorë dhe shtazorë (të ashtuquajturat substanca natyrore), por kryesisht komponimet e krijuara artificialisht duke përdorur sintezën organike laboratorike ose industriale.

Dispozitat kryesore të teorisë së strukturës kimike të A.M. Butlerova

1. Atomet në molekula janë të lidhura me njëra -tjetrën në një sekuencë të caktuar sipas valencave të tyre. Sekuenca e lidhjeve ndëratomike në një molekulë quhet e saj struktura kimike dhe reflektohet nga një formulë strukturore (formula strukturore).

2. Struktura kimike mund të krijohet me metoda kimike. (Aktualisht, përdoren gjithashtu metoda moderne fizike).

3. Vetitë e substancave varen nga struktura e tyre kimike.

4. Nga vetitë e një substance të caktuar, ju mund të përcaktoni strukturën e molekulës së saj, dhe sipas strukturës së molekulës, mund të parashikoni vetitë.

5. Atomet dhe grupet e atomeve në një molekulë kanë një ndikim reciprok mbi njëri -tjetrin.

Teoria e Butlerov ishte themeli shkencor i kimisë organike dhe kontribuoi në zhvillimin e saj të shpejtë. Bazuar në teorinë, A.M. Butlerov shpjegoi fenomenin e izomerizmit, parashikoi ekzistencën e izomerëve të ndryshëm dhe mori disa prej tyre për herë të parë.

Fenomeni i izomerizmit të përbërjeve organike, llojet e tij.

Izomerizmi, siç tregohet nga A.M. Butlerov, ekziston një ndryshim në strukturën e molekulave të përbërë nga grupi i njëjtë i atomeve. Kështu, izomerizëm- ky është fenomeni i ekzistencës së komponimeve që kanë të njëjtën përbërje cilësore dhe sasiore, por struktura të ndryshme dhe, prandaj, veti të ndryshme.

Për shembull, nëse një molekulë përmban 4 atome karboni dhe 10 atome hidrogjeni, ekzistenca e 2 komponimeve izomerike është e mundur:

Në varësi të natyrës së ndryshimeve në strukturën e izomerëve, izomerizmi strukturor dhe hapësinor dallohen.

Izomerët strukturorë- lidhje me të njëjtën cilësi dhe përbërja sasiore që ndryshojnë në rendin e lidhjes së atomeve, d.m.th. struktura kimike.

Për shembull, përbërja C 5 H 12 korrespondon me 3 izomerë strukturorë:

Izomerët hapësinorë (stereoizomerët) me të njëjtën përbërje dhe të njëjtën strukturë kimike, ato ndryshojnë në rregullimin hapësinor të atomeve në molekulë.

Izomerët hapësinorë janë izomerë optikë dhe cis-trans. Molekulat e izomerëve të tillë janë të papajtueshëm në hapësirë.

Përfaqësimet elektronike në kiminë organike. Struktura e atomit të karbonit. Hibridizimi orbital (gjendjet e valencës së atomit të karbonit). Lidhja kovalente dhe llojet e saj (e thjeshtë, ose δ- dhe e shumëfishtë).

Zbatimi i teorisë elektronike të strukturës së atomit dhe lidhje kimike në kiminë organike ishte një nga fazat më të rëndësishme në zhvillimin e teorisë së strukturës së përbërjeve organike. Koncepti i strukturës kimike si një sekuencë e lidhjeve midis atomeve (A.M. Butlerov) u plotësua nga teoria elektronike me konceptet e strukturës elektronike dhe hapësinore dhe ndikimin e tyre në vetitë e përbërjeve organike. Janë këto koncepte që bëjnë të mundur kuptimin e mënyrave të transferimit të ndikimit reciprok të atomeve në molekula (efektet elektronike dhe hapësinore) dhe sjelljen e molekulave në reaksionet kimike.

Sipas koncepteve moderne, vetitë e përbërjeve organike përcaktohen nga:

Natyra dhe struktura elektronike atomet;

· Lloji i orbitaleve atomike dhe natyra e bashkëveprimit të tyre;

· Lloji i lidhjeve kimike;

· Struktura kimike, elektronike dhe hapësinore e molekulave.

Atomi i karbonit përbëhet nga bërthama, e cila ka një ngarkesë pozitive +6 (pasi përmban gjashtë protone), dhe guaska elektronike, në të cilën ka gjashtë elektrone të vendosura në dy nivelet e energjisë(shtresa). Konfigurimi elektronik ne gjendje baze 1s 2 2s 2 2fq 2 .

Në gjendjen normale (të pa eksituar), një atom karboni ka dy të paçiftëzuar 2 R 2 -elektron. Në një gjendje të ngacmuar (kur energjia absorbohet), një nga 2 s 2 elektrone mund të shkojnë falas R-orbital. Pastaj katër elektrone të palidhura shfaqen në atomin e karbonit:

Hibridizimi orbitale quhet procesi i përafrimit të tyre në formë dhe energji. Numri i orbitaleve hibride është i barabartë me numrin e orbitaleve origjinale. Krahasuar me to, orbitalet hibride janë më të zgjatura në hapësirë, gjë që siguron mbivendosjen e tyre më të plotë me orbitalet e atomeve fqinjë.

sp- Hibridizimi Isshtë përzierja (shtrirja në formë dhe energji) e një s- dhe nje R-orbitale me formimin e dy hibrideve sp-orbitale. sp-Orbitalet janë të vendosura në të njëjtën linjë (në një kënd prej 180 °) dhe drejtohen në drejtime të kundërta nga bërthama e atomit të karbonit. Dy R-orbitalet mbeten të pahibridizuara. Ato vendosen reciprokisht pingul me drejtimet e -lidhjeve.

Ekzistojnë tre lloje të lidhjeve kimike kovalente, të ndryshme në mekanizmin e formimit:
1. Lidhje e thjeshtë kovalente. Për formimin e tij, secili prej atomeve siguron një elektron të paçiftuar. Kur formohet një lidhje e thjeshtë kovalente, ngarkesat formale të atomeve mbeten të pandryshuara.

Nëse atomet formojnë një lidhje të thjeshtë kovalente janë të njëjta, atëherë ngarkesat e vërteta të atomeve në molekulë janë gjithashtu të njëjta, meqë atomet që formojnë lidhjen zotërojnë në mënyrë të barabartë palën e elektroneve të përbashkëta, një lidhje e tillë quhet jo polare lidhje kovalente.

Nëse atomet te ndryshme, atëherë shkalla e pronësisë së çiftit të socializuar të elektroneve përcaktohet nga ndryshimi në elektronegativitetet e atomeve. Një atom me më shumë elektronegativitet tërheq më shumë një palë elektrone lidhjesh dhe ngarkesa e tij e vërtetë bëhet negative. Një atom me më pak elektronegativitet merr një ngarkesë pozitive me të njëjtën madhësi. Kjo lidhje kovalente quhet polare.

2. Lidhja donator-pranues. Për të formuar këtë lloj lidhjeje kovalente, të dy elektronet sigurojnë njërin prej atomeve, dhuruesin. I dyti nga atomet e përfshirë në formimin e një lidhje quhet pranues. Në molekulën që rezulton, ngarkesa zyrtare e dhuruesit rritet me një, dhe ngarkesa zyrtare e pranuesit zvogëlohet me një.

3. Lidhje gjysmë polare... Ky lloj i lidhjes kovalente formohet midis një atomi me një palë të vetme elektronesh (azot, fosfor, squfur, halogjene, etj.) Dhe një atomi me dy elektrone të paçiftëzuara (oksigjen, squfur). Formimi i një lidhjeje gjysmë polare zhvillohet në dy faza:

· Oksidimi (transferimi i një elektroni);

· Komuniteti i elektroneve të paçiftëzuara.

lidhja σ (lidhja sigma)- lidhje kovalente e formuar nga mbivendosja e reve elektronike "përgjatë vijës qendrore". Karakterizohet nga simetri aksiale. Lidhja formohet kur orbitalet hibride mbivendosen përgjatë vijës që lidh bërthamat atomike.

Klasifikimi i komponimeve organike. Grupet funksionale dhe klasat më të rëndësishme të përbërjeve organike. Lidhjet heterofunksionale. Analiza funksionale cilësore (identifikimi kimik i klasave të përbërjeve organike).

Komponimet aciklike (yndyrore ose alifatike) - komponimet, molekulat e të cilave përmbajnë një zinxhir karboni të hapur (jo të mbyllur në një unazë) të pa degëzuar ose të degëzuar me lidhje të thjeshta ose të shumëfishta. Komponimet aciklike klasifikohen në dy grupe kryesore:

hidrokarbure të ngopura (të ngopura) (alkane), në të cilën të gjithë atomet e karbonit lidhen së bashku vetëm me lidhje të thjeshta;

hidrokarbure të pangopura (të pangopura) (alkene, alkine dhe alkadienet), në të cilën midis atomeve të karbonit, përveç lidhjeve të thjeshta të vetme, ka edhe lidhje të dyfishta dhe të trefishta.

Komponimet ciklike, nga ana tjetër, ndahen në dy grupe të mëdha:

1. komponimet karbociklike - komponimet ciklet e të cilave përbëhen vetëm nga atome karboni; Komponimet karbociklike klasifikohen në aliciklike - të ngopura (cikloparafina) dhe aromatike;
2. komponimet heterociklike - komponimet ciklet e të cilave përbëhen jo vetëm nga atomet e karbonit, por atomet e elementeve të tjerë: azot, oksigjen, squfur, etj.

Klasat e tjera të përbërjeve organike përfshijnë sa vijon: alkoole, aldehide, acide karboksilike, estere, yndyrna, karbohidrate, amina, aminoacide, proteina, acide nukleike.

Peroksidet , Sulfide Eteret Aminet Alkoolet Ketonet

Shumica e substancave organike të përfshira në proceset metabolike i përkasin komponimet heterofunksionale, d.m.th. që ka disa grupe të ndryshme funksionale në strukturë. Komponimet më të zakonshme heterofunksionale janë amino alkoolet, aminoacidet, acidet hidroksi dhe oksoacidet. Vetitë kimike të përbërjeve heterofunksionale nuk mund të konsiderohen si shuma e vetive për shkak të pranisë së secilit grup funksional. Meqenëse grupet funksionale ndikojnë në njëri -tjetrin, komponimet heterofunksionale gjithashtu kanë specifika Vetitë kimike.

Analiza cilësore synon zbulimin e substancave të caktuara ose përbërësve të tyre në objektin e analizuar. Zbulimi kryhet nga identifikimi substanca, domethënë përcaktimi i identitetit (ngjashmërisë) së AS të objektit të analizuar dhe AS të njohur të substancave të përcaktuara nën kushtet e metodës së analizës së aplikuar. Për ta bërë këtë, kjo metodë heton paraprakisht substancat referuese në të cilat prania e substancave të përcaktuara është e njohur më parë.

Izomerizmi –ekzistenca e substancave të ndryshme me të njëjtën formulë molekulare. Ky fenomen është për shkak të faktit se të njëjtët atome mund të lidhen me njëri -tjetrin në mënyra të ndryshme. Të gjithë izomerët ndahen në dy klasa të mëdha - izomerët strukturorë dhe izomerët hapësinorë (stereoizomerët).

Strukturore izomerët që korrespondojnë me formula të ndryshme strukturore të përbërjeve organike (me rend i ndryshëm i lidhjes së atomeve).

Stereoizomerë quhen komponime që kanë të njëjtën përbërje dhe rendin e njëjtë të bashkimit të atomeve, por që ndryshojnë në rregullimin e atomeve në hapësirë.

Izomerët strukturorë. Në përputhje me klasifikimin e mësipërm të përbërjeve organike sipas llojit, tre grupe dallohen midis izomerëve strukturorë:

1) komponimet që përmbajnë grupe të ndryshme funksionale dhe që i përkasin klasave të ndryshme të përbërjeve organike, për shembull:

2) komponimet që ndryshojnë në skeletet e karbonit:

3) komponimet që ndryshojnë në pozicionin e lidhjes zëvendësuese ose të shumëfishtë në molekulë:

Izomerët hapësinorë (stereoizomerët). Stereoizomerët mund të klasifikohen në dy lloje: izomerë gjeometrikë dhe izomerë optikë.

Izomeria gjeometrike tipike për komponimet që përmbajnë një lidhje të dyfishtë ose një cikël. Në molekula të tilla, shpesh është e mundur të vizatoni një plan të kushtëzuar në atë mënyrë që zëvendësuesit në atome të ndryshme të karbonit të shfaqen në njërën anë (cis-) ose në anët e kundërta (ekstazë) nga ky aeroplan. Nëse një ndryshim në orientimin e këtyre zëvendësuesve në lidhje me rrafshin është i mundur vetëm për shkak të prishjes së njërës prej lidhjeve kimike, atëherë dikush flet për praninë e izomerëve gjeometrikë.

Izomerët gjeometrikë mund të ndryshojnë ndjeshëm në vetitë e tyre fizike dhe kimike.

Izomerët optikë i referohet molekulave imazhet e pasqyrave të të cilave nuk janë të pajtueshme me njëra -tjetrën. Ato mund të ndahen në dy lloje: enantiomeret dhe diastereomerë.

Stereoizomerët me një konfigurim pasqyre të qendrave asimetrike (kirale) quhen enantiomeret ose antipodet optike.

Enantiomerizmi është karakteristikë e molekulave me një atom asimetrik (kiral) karboni, d.m.th. një atom i lidhur me katër atome ose grupe të ndryshme të atomeve. Molekulat e enantiomerëve lidhen me njëri -tjetrin si një objekt dhe një imazh pasqyre të papajtueshëm. Enantiomerët kanë të njëjtat veti fizike dhe kimike, por ndryshojnë në shenjën e rrotullimit të dritës së polarizuar.

Në formën e enantiomerëve, ka, për shembull, acid laktik CH 3 -CH (OH) -COOH:

Një përzierje ekuimolare e (+) dhe (-) enantiomerësh është optikisht joaktive dhe quhet përzierje racemike ose racemate

Diastereomerët- izomerët hapësinorë, molekulat e të cilëve nuk janë imazhe pasqyre të njëra -tjetrës. Diastereomerët ndryshojnë në vetitë fizike dhe kimike.

Prezantimi

A është e mundur, pa rrezikuar një gabim, të emërtojmë një zonë të tillë të botës përreth nesh, në të cilën lënda organike nuk mund të gjendet? Veryshtë shumë e vështirë për ta bërë këtë: substancat organike gjenden kudo - në ujin e lumenjve dhe deteve, në rërën e një shkretëtire pa ujë, në zorrët e tokës, në ajër dhe, ndoshta, edhe në hapësirë ​​të pafundme, për shembull, në formën e hidrokarbureve më të thjeshta. Por kur mendojmë për kuptimin e përbërjeve organike, nuk na mahnit aq shumë gjerësia e shpërndarjes së tyre, por diversiteti dhe mundësitë vërtet të pashtershme që ka natyra dhe njeriu për marrjen e substancave të reja.

Cila është baza e këtij diversiteti? Para së gjithash, aftësia e atomeve të karbonit për t'u lidhur me njëri -tjetrin dhe me atomet e elementeve të tjerë, për shembull oksigjen, squfur, azot, fosfor, në zinxhirë me gjatësi të ndryshme, duke formuar "skeletin" e molekulave - ciklike dhe jo ciklike Një arsye tjetër qëndron në fenomenin e izomerizmit. Ndryshimi i sekuencës së bashkimit të atomeve në molekulat e përbëra vetëm nga karboni dhe hidrogjeni çon në substanca të reja, numri i të cilave rritet shumë shpejt me një rritje të numrit të atomeve.

Sigurisht, njeriu ishte në gjendje të zbulonte në natyrë ose të sintetizonte në laborator vetëm një pjesë të vogël të hidrokarbureve të tilla izomerike. Kjo është e kuptueshme. Tashmë numri i izomerëve që korrespondojnë me përbërjen C 25 H 52 është dhjetë herë më shumë numra aktualisht studiuar substanca organike. Por kimia organike si shkencë ka ekzistuar për mbi 100 vjet. Mundësitë për izomerizëm, siç është e lehtë të kuptohet, rriten me ndërlikimin e përbërjes së molekulës, për shembull, kur elementë të tjerë futen në molekulën e hidrokarbureve. Për shembull, kur vetëm një atom hidrogjeni zëvendësohet me klor në një molekulë hidrokarbure, mundësia e izomerizmit shfaqet tashmë në rastin e një derivati ​​të propanit:

CH3 -CH2 -CH2Cl dhe CH3 -CHCl -CH3. Për derivatet dikloro të hidrokarbureve, ekzistojnë izomerë, duke filluar me dikloroetan: CH2Cl -CH2Cl dhe CH3 -CHCl2.

A është e gjithë diversiteti, e gjithë bota e substancave organike, e lodhur nga mundësia e ekzistencës së izomerëve që ndryshon në rendin e kohezionit të atomeve? Ne mund t'i përgjigjemi kësaj pyetjeje duke iu referuar historisë së shfaqjes së përfaqësimeve hapësinore brenda kuadrit të teorisë së strukturës kimike të përbërjeve organike.

1. Teoria e A.M. Butlerov

Së pari të folurit publik A.M. Butlerov për çështjet teorike të kimisë organike i referohet fundit të viteve 50: ky është raporti i tij në një takim të Shoqërisë Kimike të Parisit më 17 shkurt 1858. Ai thotë se jo vetëm grupet organike duhet të konsiderohen si radikale, por edhe grupe të tilla si OH, NH 2, domethënë kombinime të atomeve karakteristikë të klasave të ndryshme të substancave organike, të cilat më vonë u quajtën grupe funksionale. Në të njëjtin raport, AM Butlerov ishte i pari që përdori vetë termin "strukturë", duke iu referuar llojit homogjen të strukturës molekulare metan, klorid metil, klorur metilen, kloroform, tetraklorid karboni, alkool metil.

Në një formë më të zhvilluar, ideja e strukturës kimike u shpalos nga AM Butlerov tre vjet më vonë në një raport "Për strukturën kimike të substancave", të cilin ai e paraqiti në kongresin e natyralistëve në Speyer. Në këtë raport, para së gjithash, u tha se ana teorike e kimisë nuk korrespondonte me zhvillimin aktual, u vu re, në veçanti, se teoria e llojeve ishte e pamjaftueshme. Në të njëjtën kohë, A. M. Butlerov ishte larg nga mohimi pa dallim; ai me të drejtë vuri në dukje se teoria e llojeve gjithashtu ka merita të rëndësishme: falë saj, konceptet e atomit, grimcës (molekulës), peshave ekuivalente, ekuivalente dhe molekulare hynë në shkencë; falë kësaj teorie, kimistët kanë mësuar të vënë faktet në radhë të parë kudo.

Në këtë raport, ai dha edhe të tijën definicion i qartë Struktura kimike: "Unë e quaj strukturën kimike shpërndarjen e veprimit të kësaj force (afiniteti), për shkak të së cilës atomet kimike, që ndikojnë indirekt ose drejtpërdrejt mbi njëri -tjetrin, kombinohen në një grimcë kimike." Duke folur për strukturën kimike, A.M. Butlerov e konsideroi të nevojshme të shpjegojë qartë se çfarë do të thotë " bashkëveprimi kimik atome ", duke lënë të hapur pyetjen nëse atomet ngjiten me njëri -tjetrin, duke vepruar kimikisht drejtpërdrejt mbi njëri -tjetrin. Zhvillimi i mëvonshëm i shkencës ka treguar se ekziston një korrespondencë midis strukturës kimike dhe rregullimit hapësinor, por në kohën e A.M. Butlerov, shkenca ende nuk ka siguruar material për zgjidhjen e kësaj çështjeje.

Duke përdorur konceptin e strukturës kimike, A.M. Butlerov dha në raportin e tij formulimin e njohur klasik: "Natyra kimike grimcë komplekse të përcaktuara nga natyra e përbërësve elementarë, numri i tyre dhe struktura kimike ". Raporti vazhdon të përshkruajë rrugët që mund të përdoren për të studiuar strukturën kimike. Kjo e fundit mund të gjykohet kryesisht në bazë të metodave të sintezës së një substance, dhe përfundimet më të besueshme mund të bëhen kur studioni sintezat "të cilat ndodhin në një temperaturë pak të ngritur, dhe në përgjithësi në kushtet kur është e mundur të ndiqni rrjedhën e ndërlikimit gradual të një grimce kimike ". Reagimet e dekompozimit - kryesisht ndodhin gjithashtu në kushte të buta - gjithashtu bëjnë të mundur nxjerrjen e përfundimeve në lidhje me strukturën kimike, domethënë, të besosh se "mbetjet (radikalët) ishin gati në grimcën e dekompozuar". Në të njëjtën kohë, AM Butlerov parashikoi që jo të gjitha reagimet janë të përshtatshme për përcaktimin e strukturës: ka disa prej tyre, në të cilat "roli kimik i disa aksioneve, dhe kështu struktura, ndryshon". Përkthyer në tonën gjuhë moderne këto janë reaksione të shoqëruara me izomerizim skeletor ose transferim të qendrës së reaksionit.

Formula racionale e ndërtuar në bazë të strukturës kimike, e theksuar A. M, Butlerov, do të jetë e qartë: "Për secilin trup, në këtë kuptim, vetëm një formulë racionale do të jetë e mundur, dhe kur ligjet e përgjithshme të varësisë së vetitë kimike të trupave në strukturën kimike bëhen të njohura, atëherë formula e tillë do të jetë shprehja e të gjitha këtyre vetive. Formulat tipike në kuptimin e tyre aktual duhet të dalin jashtë përdorimit ... Fakti është se këto formula janë shumë të vogla për gjendjen aktuale të shkencës! "

2. Zbulimi i fenomenit të izomerizmit

Kjo teori, dispozitat themelore të së cilës u formuluan nga A.M. Butlerov në 1861, konsideroi strukturën e përbërjeve organike, kryesisht si një sekuencë lidhjesh midis atomeve në një molekulë. Çështja e rregullimit të atomeve në hapësirë ​​nuk ishte diskutuar ende në atë kohë. Kjo nuk ishte rastësi. Deri në fillim të shekullit të njëzetë, shkenca ende nuk kishte metodat fizike dëshmi ekzistencë e vërtetë atomet dhe aq më tepër rregullimi i tyre hapësinor. Sidoqoftë, tashmë që nga vitet 70 të shekullit XIX, idetë për rregullimin hapësinor të atomeve në molekula janë zhvilluar në kimi, të cilat shumë më vonë u konfirmuan shkëlqyeshëm nga kërkimet fizike.

Shfaqja e përfaqësimeve hapësinore në kiminë organike ishte për shkak të faktit se teoria e strukturës në formën e saj origjinale nuk mund të shpjegonte disa raste të izometrisë. Eshte në lidhje me izomerët optikë - komponimet, struktura e të cilave u shpreh me të njëjtën formulë, dhe të gjitha vetitë kimike të komponimeve të tilla përkonin plotësisht. Ata nuk ndryshonin në vetitë fizike, përveç një gjëje - aftësia për të rrotulluar rrafshin e dritës së polarizuar në një drejtim ose në një tjetër. Drita e zakonshme, siç e dini, mund të imagjinohet si valë që vibrojnë në rrafshe të ndryshme pingul me drejtimin e rrezes. Disa minerale, të tilla si spar Islandeze (një lloj transparent i karbonatit të kalciumit CaCO 3), kanë aftësinë të transmetojnë dridhje të lehta që janë vetëm në një rrafsh të caktuar. Drita që kalon përmes një kristali të tillë ose një prizmi të përgatitur posaçërisht (polarizues) quhet i polarizuar i rrafshit. Siç thuhet në fillim XIX c., shumë kristale, të tilla si kuarci, si dhe disa substanca organike në gjendje e lëngshme ose në tretësira ata janë në gjendje të rrotullojnë rrafshin e dritës së polarizuar. Ky fenomen shpesh quhet aktivitet optik ose rrotullim optik. Easyshtë e lehtë të zbulohet duke vendosur një prizëm të dytë analizues në rrugën e dritës që ka kaluar nëpër polarizues dhe zgjidhjen e substancës së hetuar, e cila, ashtu si polarizuesi, transmeton dridhje të shtrira në të njëjtin plan. Në këtë rast, këndi me të cilin analizuesi duhet të rrotullohet për të marrë të njëjtin intensitet drite si kur kalon përmes një tretësi në mungesë të një optike substancë aktive, është e barabartë me këndin rrotullimi optik... Shembulli më goditës i një përbërësi organik optikisht aktiv është acidi tartarik, i studiuar në mesin e shekullit të kaluar nga L. Pasteur. Acidi tartarik natyral rrotullon rrafshin e polarizimit në të djathtë dhe shënohet si d-acid tartarik (nga latinishtja dextro - djathtas). Me ngrohje të zgjatur d-acidi tartarik humbet aktivitetin e tij optik, duke u kthyer në një përzierje të acideve të djathtë dhe levorotatorë. Nga kjo përzierje, L. Pasteur ishte në gjendje të izolonte levorotatorin l-acid tartarik (nga latinishtja laevo - majtas). Të dy acidet kanë të njëjtën formulë strukturore.

Në raste të tilla, flitet për izomerizmin koordinativ të pozicionit. Në komponimet inorganike, izomeria pozicionale është vërejtur deri më tani vetëm në shumë raste të rralla, ndërsa në substancat organike shpesh gjendet. Sidoqoftë, shumë komponime komplekse inorganike janë të njohura që shfaqin izomeri cis-, trans-hapësinore ose izomeri pasqyre. Shembuj të shumtë për këtë jepen në Vëllimin II.

Ky kapitull diskuton një klasë të rëndësishme të komponimeve duke përfshirë metalet kalimtare. Përveç përshkrimit të vetive të koordinimit komponimet komplekse dhe roli i tyre në sistemet biologjike, teksti përmban material mbi nomenklaturën, llojet e izomerizmit, teorinë e lidhjeve kimike dhe ekuilibrat e ndërlikimit. Mësoni rregullat nomenklatura sistematike dhe manifestimet e mundshme të izomerizmit në këto komponime në thelb inorganike duhet t'i ndihmojnë studentët në studimin e tyre të mëvonshëm të kimisë organike. Materiali mbi lidhjen kimike në përbërjet koordinuese dhe ekuilibrat e ndërlikimit mund të konsiderohet si një përsëritje, ilustrim dhe shtrirje e pasazhit të mëparshëm të këtyre temave.

Duhet të theksohet se izomeria hapësinore, si izomeria strukturore, është gjithashtu karakteristike për përbërjet inorganike, në veçanti komponimet komplekse (shih f. 215-216).

Teoria e koordinimit të Werner mori njohje të veçantë pas zbulimit të izomerizmit optik në përbërjet inorganike, domethënë aftësinë e tyre për të rrotulluar rrafshin e polarizimit në tretësira.

Karboni, në kombinim me hidrogjenin, oksigjenin dhe azotin, është i aftë të formohet shumë numër i madh substancave. Komponimet e karbonit karakterizohen nga fenomeni i izomerizmit, i cili është shumë i rrallë në mesin e përbërjeve inorganike ".

Aminoliza kryhet në mjedise organike ose ujore, si dhe në tretës të përzier (në pH të kontrolluar). Aminoliza e anhidridit mund të kryhet me selektivitet të lartë me formimin mbizotërues të a-izomerit. Për këtë qëllim, është e nevojshme të kryhet procesi në temperaturë të ulët në një tepricë të aminoacideve dhe në prani të aditivëve të mëposhtëm 1) acid acetik, acid fosforik, acid karbonik 2 përzierje të acideve të dobëta dhe alkooleve alifatike më të ulëta 3) përzierje të acideve të forta dhe alkooleve. Në praktikë, aminoliza e anhidridit aspartik kryhet në tretësira ujore komponimet inorganike.

Stereokimi i përbërjeve inorganike ka të bëjë me atomet qendrore me numra koordinues nga dy në nëntë. Në komponimet inorganike, shpesh është e nevojshme të merren parasysh jo vetëm orbitat 5- dhe p, por edhe (1- dhe madje / -orbitat. Izomeria e zakonshme për komplekset metalike është në disa raste analoge me izomerizmin e përbërjeve organike, dhe ndonjëherë ndryshon nga ajo.

Metodat kromatografike përdoren për qëllime analitike, si dhe në studimin e mekanizmave të reagimit, përgatitjen e përbërjeve të pastra inorganike, studimin e vetive të përbërjeve inorganike në tretësira ujore dhe në zgjidhjen e problemeve të stereokimisë. Ndarja e izomerëve gjeometrikë të [Co (MH3) 4 (N3) 2 mbi aluminin stimuloi përdorimin e kromatografisë në kiminë e përbërjeve koordinuese (shiko rishikimet). Lederer et al. tregoi mundësinë e përdorimit të kromatografisë për të studiuar komplekset metalike.

Në një masë të madhe, përmbajtja e artikullit të dytë nga të njëjtët autorë, botuar në Gazetën e Shoqërisë Kimike Amerikane, përkon në një masë të madhe me punën e parë që të gjitha rastet e izomerizmit për shkak të pranisë së një lidhjeje të dyfishtë mund të jenë shpjegohet nga një drejtim i ndryshëm i valencave, pa iu drejtuar konceptit të një ndryshimi në konfigurimin hapësinor të atomeve ... Duke folur për faktin se atomet, në varësi të kushteve, mund të kenë ngarkesa të ndryshme, autorët i referohen Ramsay (shih fq. 78) dhe Noyes, të cilëve u bashkohen në interpretimin e hipotezës së Thomson në lidhje me përbërjet inorganike.

Aktualisht, nxjerrja përdoret gjerësisht për të përqendruar një ose disa përbërës, substanca të ndara me veti të ngjashme dhe pastrimin e substancave. Përdoret në proceset e rafinimit të naftës për ndarjen e hidrokarbureve aromatike dhe alifatike, në teknologji kimike, përfshirë për ndarjen e izomerëve, dehidratimin e acidit acetik, në përgatitjen e barnave të ndryshme, të tilla si antibiotikët, etj. Nxjerrja përdoret veçanërisht me sukses në hidrometalurgji në teknologjinë e uraniumit, berylit, bakrit, për ndarjen e metaleve me të ngjashme vetitë - elementë të rrallë të tokës (zirkonium dhe hafnium, tantal dhe niobium), nikel dhe kobalt, etj. Metodat e nxjerrjes përdoren për desalinimin e ujit, përpunimin e mbetjeve industriale me qëllim neutralizimin e tyre, si dhe përdorimin e përbërësve të tyre të dobishëm. Së fundi, nxjerrja përdoret gjerësisht në kimi analitike dhe si një metodë e kërkimit fizik dhe kimik. Aktualisht, bazuar në konceptet kimike dhe fiziko -kimike, është e mundur të zgjidhni një ekstraktues për nxjerrjen e pothuajse çdo përbërësi organik ose inorganik.

Që nga koha e punës së Pambukut, përparime të rëndësishme janë bërë në studimin e aktivitetit optik të përbërjeve inorganike, kryesisht për shkak të punës së Werner, Jaeger, Lifshitz, Kuhn dhe Mathieu. Arritjet më domethënëse të 20 viteve të fundit përfshijnë, së pari, zhvillimin e llojeve të reja të pajisjeve, së dyti, mundësinë e përcaktimit të konfigurimit absolut të izomerëve optikë në mënyrë eksperimentale dhe, së treti, krijimin e një marrëdhënieje midis aktivitetit optik dhe vetive spektrale të molekulave.

Për oksidim kompleks organik Kërkohen 2 g nitrat për 1 litër pije nënë, dhe për të izoluar izomerët e acidit sulfonik të antrakinonit - 30 3 nitrat për 1 pije amtare. Pas një shlyerje të përditshme të pijeve amë, ai dërgohet në filtrin thithës 3 për të ndarë masën organike nga përbërjet inorganike të merkurit të përfshira në filtrat. Filtrati i pijeve amtare në reaktorin 4 trajtohet me një solucion sulfidi natriumi për të izoluar sulfidin e merkurit. Pas kësaj, teprica e sulfurit të hidrogjenit fryhet dhe absorbohet me një zgjidhje të hidroksidit të natriumit, dhe lëngu amë dërgohet në centrifugën 5 për të ndarë sulfidin e merkurit nga faza e lëngshme.

Sidoqoftë, zbatimi i ideve të teorisë së strukturës kimike në kimi inorganike paraqiti vështirësi të caktuara. Së pari, kimistët duhej të braktisnin konceptin e gabuar të atomicitetit të vazhdueshëm (valencës). Për zhvillimin e teorisë së strukturës së përbërjeve inorganike, kjo ishte po aq e nevojshme sa për zhvillimin e suksesshëm të teorisë klasike të strukturës së komponimeve organike, ishte e nevojshme të braktisësh hipotezën e gabuar të ndryshimit në njësitë e afinitetit. Së dyti, në kiminë inorganike kishte pak më pak materiale mbi izomerizmin e përbërjeve të thjeshta dhe, prandaj, zhvillimin e doktrinës së izomerizmit dhe ndikimin e ndërsjellë të atomeve u takuan këtu me vështirësi shumë më të mëdha sesa në kiminë organike. Së treti, siç e dimë tani, teoria e strukturës së përbërjeve komplekse lindi jo vetëm si një zhvillim logjik i teorisë klasike të strukturës kimike, dhe aq më tepër në stereokimi, por edhe si rezultat i futjes së ideve të reja, si si dhe refuzimin e disa dispozitave që janë mjaft të vërteta për lidhjet organike.

Zotërimi i terminologjisë shkencore është faza e parë dhe e domosdoshme në studimin e çdo shkence. Pjesa më e rëndësishme e gjuhës profesionale të një kimisti janë emrat e saktë substanca kimike... Për t'i dhënë një emër të saktë një përbërësi inorganik, mjafton të tregosh, si rregull, përbërjen e molekulës së tij. Në kiminë organike, për shkak të shfaqjes së përhapur të fenomenit të izomerizmit, ky emër mjaft qartë i qartë për një përbërje organike duhet të shprehë formën e tij strukturore.

Ky postulat bëri të mundur parashikimin e strukturave dhe ndryshimeve strukturore të shumë komponimeve të reja, ende të pa studiuara inorganike. Konfirmimi më goditës i kësaj ideje të valencave të drejtuara të marra në aftësinë për të shpjeguar me ndihmën e saj komponime të ndryshme izomerike të njohura në atë kohë dhe për të parashikuar izomerë të rinj të marrë vitet e fundit.

Teoria e Werner më pas luajti një rol të madh në studimin e izomerizmit të përbërjeve inorganike, si dhe në zona të tjera.

Duke aplikuar idetë e Van't Hoff, A. Werner në 1893 zhvilloi një teori koordinimi, e cila u bazua në idenë e strukturës hapësinore të përbërjeve komplekse. Tan pranë stereokimisë së komponimeve të karbonit dhe komponimeve të nitrogjenit tani është stereokimi i komponimeve të kobaltit dhe komponimeve të platinës, Werner shkroi në 1893. Op tregoi se komponimet inorganike gjithashtu mund të kenë aktivitet optik. Një triumf i vërtetë i stereokimisë ishte zbulimi nga A. Werner i izomerizmit optik të komponimeve komplekse.

Ky indeks liston të gjitha barnat. Sistemi i adoptuar në indeks është i njëjtë me n në hemi al Abstra ts. Parimet e tij themelore janë si më poshtë 1) të gjitha përcaktimet e elementeve kimikë në formula janë rregulluar sipas rendit alfabetik, përveç se në përbërjet organike, C vjen gjithmonë i pari, dhe menjëherë pas tij, nëse përbërja përmban

Kështu, kur struktura e proteinave ndryshon (izomerizmi i proteinave), raporti i formave me rrotullim të lartë dhe të ulët të Fe (III) PP ndryshon. Helmet e peroksidazës janë shumë komponime, veçanërisht CH ", H8, P". Ka shumë mekanizma të veprimit të peroksidazave, pasi ato oksidojnë aminat, fenolët, derivatet e tyre dhe shumë komponime inorganike. Sidoqoftë, nga të dhënat spektrale dhe kinetike rrjedh se çdo mekanizëm do të përfshijë formimin e një kompleksi peroksidi (-1n ") (HOO) RePP, në të cilin, si ligandë shtesë

Në të vërtetë, për shumicën e përbërjeve inorganike, siç dihet, karakteristika më e rëndësishme është përbërja, e shprehur me formulën molekulare, për shembull, H l, H2SO4. Në të njëjtën kohë, për substancat organike, përbërja dhe, në përputhje me rrethanat, formula molekulare nuk janë karakteristika të qarta, pasi ato janë një. dhe një numër i konsiderueshëm i komponimeve aktualisht ekzistuese mund të korrespondojnë me të njëjtën përbërje. Ky fenomen u zbulua më shumë se 150 vjet më parë dhe quhet izomerizëm, dhe substanca të ndryshme me të njëjtën përbërje quhen izomerë. Në përputhje me pikëpamjet e A.M. Butlerov, ndryshimi midis izomerëve qëndron në strukturën e tyre të ndryshme kimike.

Kërkimi shkencor mbulon disa fusha të kimisë. Hetuar (që nga viti 1870) derivatet, kryesisht halide, acetilen. Për herë të parë mori dhe përshkroi (1873) tribromoethylene dhe diiodoethn-len. Studiuar në detaje (1873) efektin e bromit në acetilen, derivatet azotike të acetilenit, efektin e pluhurit të zinkut në derivatet e halogjenizuara të alkaneve. Zhvilloi (1881) një metodë për përgatitjen e dibromo-acetilenit dhe derivateve të përziera të halogjenizuara të acetilenit. Ai ishte një nga të parët që hetoi izomerizmin e derivateve të hidrazinës, hidroksilaminës dhe komponimeve të ngjashme inorganike. Ai ishte i pari që aplikoi (1889-1893) dhe më vonë përdori gjerësisht metodën krioskopike për përcaktimin e masave molekulare të përbërjeve në tretësira koloidale, në veçanti komponimet e acidit silikik dhe proteinave (albumina, albumoza, peptoni, etj.).

Informacion historik. Teoria e koordinimit u krijua nga Alfred Werner. Ajo u ngrit në lidhje me studimin e përbërjeve të metaleve me amoniak, përbërja e të cilave nuk mund të shpjegohej në bazë të teorisë së vjetër të valencës, domethënë, në përpjekjet për t'i klasifikuar ato si komponime të rendit të parë. Werner tregoi se përbërja e këtyre dhe shumë komponimeve të tjera mund të shpjegohet pa asnjë supozim ndihmës, nëse vetëm supozimi merret si bazë që atomet, pas ngopjes së valencave të tyre të zakonshme, janë të afta të tregojnë valencë shtesë. Në shumicën e rasteve, ky pozicion është një përfundim i drejtpërdrejtë nga vëzhgimet, kështu që, në shembullin e përmendur në mënyrë të përsëritur të trifluoridit të borit, bori shton një jon fluori më shumë. Për amoniakun dhe derivatet e tyre, Werner ishte gjithashtu në gjendje të vërtetonte ekzistencën e përbërjeve izomerike me konfigurime të ndryshme dhe kështu arriti të krijojë konceptin e izozimës inorganike dhe stereokiminë e përbërjeve inorganike. Këto koncepte stereokimike morën një konfirmim goditës për shkak të zbulimit të izomerisë optike të përbërjeve komplekse, për shembull, në komponimet komplekse të kobaltit, kromit, platinës (për më shumë detaje, shihni T. P). Pozicionet kryesore

V kohët e fundit përcaktimi i strukturës së molekulave komplekse inorganike duke përdorur spektra infra të kuqe është bërë i përhapur. Spektri i vëzhguar krahasohet me spektrin e llogaritur për modelin e miratuar duke përdorur rregullat e përzgjedhjes të marra matematikisht (bazuar në teorinë e grupit) (d.m.th., kjo është një metodë e provës dhe gabimit, krh. Seksionet 6.1-6.3). Spektroskopia me rreze infra të kuqe u përdor, në veçanti, për të përcaktuar strukturën e hidrideve të borit (Seksioni 2.5), oksidet e azotit, komponimet interhalogen, izomerët e komponimeve koordinuese dhe karbonilet metalike. Kështu, spektri infra të kuqe i diboranit (BrHb) përbëhet nga tetë breza, të cilët janë me sa duket bazë. Nëse struktura përmban atome hidrogjeni tejkalues, atëherë rregullat e përzgjedhjes parashikojnë tetë frekuenca vibracionale që janë aktive në rajonin infra të kuqe. Studime të ngjashme kanë konfirmuar se në disa karbonile polinukleare ekzistojnë dy lloje të grupeve të CO, grupet karbonil terminale, të cilat thithin rreth 2000 dhe grupet karbonil urë, të cilët thithin rreth 1800 s. "Mbi këtë bazë, Fe2 (C0) e është një karbonil i këtij lloji - ka strukturën e treguar në figurën 6.17.

Të gjitha komponimet e listuara janë izomerike në mënyrë koordinative me njëra -tjetrën. Numri i shembujve të tillë mund të rritet shumë në bazë të materialit eksperimental të disponueshëm. Nuk ka dyshim se kërkimet e mëtejshme do të japin shumë shembuj të tjerë të izomerizmit të përbërjeve të thjeshta inorganike.

Shumë vepra teorike janë botuar tashmë në literaturë, të cilat, në kuadrin e metodave të ndryshme kuantike kimike, kanë treguar se në një numër rastesh sistemi në studim nuk është një përbërje kimikisht individuale, por një përzierje e dy ose më shumë strukturave izomerike me energji relativisht të ngushta. Këto janë, për shembull, punë të kryera në nivel gjysmë-empirik, si dhe llogaritjet jo-empirike. Në të gjitha rastet, u studiuan vetëm sisteme të ulëta atomike, madje edhe një problem i tillë i studiuar si izomerizmi i ozonit nuk mund të konsiderohet i shteruar. Në shumicën e rasteve, informacioni u mor mbi strukturën e izomerëve individualë dhe thellësitë e minimave përkatëse në sipërfaqen e tepërt të energjisë, dhe ende nuk ka të dhëna të mjaftueshme të plota për një përshkrim termodinamik. Një numër rezultatesh u morën në një studim teorik të marrëdhënieve midis rrotamerëve - një përmbledhje e këtyre rezultateve është në dispozicion në këtë punë. Shembuj të studimeve kuantike kimike të izomerizmit të përbërjeve inorganike mund të gjenden në rishikimin nga Labarre. Me qëllim të përdorimit të joneve të fazës së gazit në kimi, u kryen studime kuantike-kimike, të cilat demonstruan një larmi izomerizmi

Për të krijuar formulat e strukturës kimike të përbërjeve më të thjeshta inorganike, ishte e nevojshme të kryhej i njëjti zbatim i qëndrueshëm i parimeve të teorisë klasike të strukturës kimike, e cila u zhvillua në kiminë organike. Por vetëm kjo sekuencë, kur u aplikua në komponimet më komplekse inorganike, të njohura atëherë me emrin molekular, dhe më vonë kompleks, doli të ishte e paqëndrueshme. Siç thamë në pjesën e parë, për të shpjeguar ekzistencën e substancave që nuk janë të mundshme nga pikëpamja e doktrinës së atomicitetit të vazhdueshëm, Kekule parashtroi një hipotezë që ato përfaqësojnë molekulat kimike... Sidoqoftë, shpejt u zbulua se këto komponime në të gjitha karakteristikat e tyre fizike dhe kimike janë të ngjashme me komponimet atomike, megjithëse ndonjëherë ato ndryshojnë në disa veçanti. Për komponimet molekulare ishin të njohura raste të shumta të izomerizmit, të cilat kërkonin një shpjegim, siç ishte rasti më parë në kiminë organike. Komponimet molekulare shpesh kanë lidhje aq të forta sa që parimi i ndryshimit më të vogël strukturor gjatë reaksioneve mund të shtrihet tek ata, si tek komponimet organike. Kjo bëri të mundur studimin e tyre me metoda të zhvilluara në kiminë organike.

Kritika ndaj doktrinës së atomicitetit, ose më mirë ato aspekte të saj që merituan këtë kritikë, zbatimi i koncepteve të teorisë së kufijve ndaj përbërjeve inorganike, përfundime të shumta nga e drejta periodike Mendeleev hapi rrugën për futjen e konceptit të atomit qendror dhe dispozitave të tjera të teorisë së koordinimit në kimi. Shtë e nevojshme të theksohet lufta e vazhdueshme e Mendeleev kundër ndarjes së përbërjeve inorganike në atomike dhe molekulare. Dallimi këtu është sasior, jo cilësor ... Natyra e forcave dhe cilësia e fenomeneve që ndodhin gjatë formimit të trupave më të fortë (d.m.th., të ashtuquajturit atomik - GB) dhe komponimet e tilla si kristalizimi janë të njëjta , edhe pse manifestimet morale të këtyre forcave dhe një tjetër. Mendeleev, përveç kësaj, gjatë gjithë kohës theksoi ngjashmërinë midis përbërjeve molekulare që konsideroheshin thelbësisht të ndryshme, për shembull, hidratet e kristaleve, amlshakatet dhe kripërat e dyfishta. Nuk ka dyshim se një pikëpamje e tillë e unifikuar e natyrës së përbërjeve molekulare kontribuoi në krijimin e një teorie të strukturës që do të zbatohej për të gjitha klasat e tyre. Mundësia e bashkimit të aksioneve të njëjta me fuqi të ndryshme (AHs dhe H2O) gjithashtu e çoi Mendeleev në idenë e ekzistencës së izomerizmit të përbërjeve molekulare për shkak të kësaj arsye. Së fundi, Mendeleev e bëri aftësinë e elementeve për të formuar komponime molekulare në varësi të pozicionit të tyre në të sistemi periodik... Për shembull, amoniaku më i fortë, sipas Mendeleev, jep elementë që janë në mes të periudhave të mëdha.

Në lidhje me zbulimin e izomorfizmit dhe përhapjen e teorisë elektrokimike, kimistët, edhe pak më herët, iu afruan çështjes së rregullimit të atomeve dhe grupeve të tyre në atome komplekse të përbërjeve inorganike. Zbulimi i izomerizmit rriti interesin për këtë çështje, sepse ky fenomen, sipas ideve të kohës, kishte të bënte me të gjitha përbërjet, si inorganike ashtu edhe organike. Shtë e qartë se me njohjen e izomerizmit, rëndësia e teorisë eterike të Dumas u rrit - përpjekja e parë për të shprehur strukturën e brendshme të një grupi të tërë të përbërjeve organike. Vetë Dumas, në një letër drejtuar Amperit, me guxim dhe bindje të madhe mbron teorinë eterike, duke parë në të çelësin për zgjidhjen e problemeve të izoerisë.

Për të kuptuar një tekst kimik, për të qenë në gjendje të komunikoni shkencërisht, është e nevojshme të lundroni në terma të veçantë kimikë. Në studimin e kimisë organike, detyra më e rëndësishme e njohjes parësore është zhvillimi i gjuhës kimike dhe, mbi të gjitha, mënyrat dhe mjetet e ndërtimit të emrave të përbërjeve organike. Nëse për emrin e një përbërësi jonik inorganik është e mjaftueshme në shumë raste thjesht të rendisni elementët që përbëjnë substancën dhe të tregoni valencën e tyre, atëherë në kiminë organike, ku lidhjet midis atomeve janë kryesisht kovalente, për substanca me të njëjtën përbërje , fenomeni i izomerizmit është i mundshëm dhe, prandaj, nga përbërja elementare e një substance, si rregull, është e pamundur të merret ndonjë ide unanime për strukturën dhe vetitë e saj. Kështu, në kalimin nga bota e joneve në botën e molekulave me lidhje kovalente në plan të parë vjen një sërë rregullash që ju lejojnë të tregoni me saktësi sekuencën e lidhjeve të atomeve, përfshirë në hapësirën tre-dimensionale.

Një lloj tjetër izomerizmi, metamerizmi, është po aq karakteristik për përbërjet inorganike sa për ato organike, edhe pse n gjendet këtu shumë më rrallë, e cila varet, ndër të tjera, nga natyra e veçantë e karbonit. Metamerët përfshijnë, për shembull, oksid nitrik sulfurik

Fenomeni i izomerizmit. Gjatë hulumtimit komponimet inorganike formula molekulare më së shpeshti shërben si shenjë dalluese e saktë e një përbërjeje. Formula H2SO4 është padyshim formula e acidit sulfurik, NaH Oa - bikarbonat natriumi, etj. Isshtë një çështje e ndryshme në kiminë organike. formula molekulare mund të ketë substanca të ndryshme. Pra, formula СгНеО ka dy substanca - një gaz të quajtur dimetil eter, dhe një lëng - alkool etilik. Formula С4Н8О ka 21 substanca