Reja: Amaliy va labaratoriya mashg`ulotlariga tayyorgarlik ko`rish

2. Pozitsiya izomeriyasi
Pozitsiya izomerizmi strukturaviy izomerizmning bir turi bo'lib, molekula ichida funktsional guruhlar yoki o'rnini bosuvchi atomlarning pozitsiyalari o'zgarib turadi. Pozitsiyali izomerlarda atomlarning ulanishi bir xil bo'lib qoladi, lekin funktsional guruhlar yoki o'rinbosarlarning joylashuvi farqlanadi, bu aniq izomerik shakllarga olib keladi.
Pozitsiya izomeriyasi organik kimyoda muhim tushuncha bo'lib, organik birikmalarning xilma-xil xatti-harakatlarini tushunishda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Funktsional guruhlar yoki o'rinbosarlarning o'rnini o'zgartirib, pozitsion izomerlar ma'lum molekulyar formulada kimyoviy imkoniyatlarning keng doirasini ta'minlaydigan aniq xususiyatlarni namoyon qiladi.
3. Funktsional izomeriya
Funktsional izomeriya, shuningdek, funktsional guruh izomeriyasi deb ham ataladi, bu izomeriyaning bir turi bo'lib, unda birikmalar bir xil kimyoviy formulaga ega, ammo ularga biriktirilgan funktsional guruhlarda farqlanadi. Funktsional izomeriyada molekula ichidagi funktsional guruhlarning joylashishi yoki turi o'zgaradi, bu aniq izomerik shakllarga olib keladi.
"Funktsional" atamasi birikmaning xarakterli kimyoviy reaktsiyalari va xususiyatlari uchun mas'ul bo'lgan maxsus atomlar guruhini anglatadi. Funktsional guruhlarga molekulaning uglerod skeleti bilan bog'langan kislorod, azot, oltingugurt va boshqalar kabi elementlar kirishi mumkin. Turli funktsional guruhlarning mavjudligi yoki yo'qligi birikmaning xatti-harakati va reaktivligiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin.
Keling, C3H6O birikmasidan foydalangan holda funktsional izomeriyani yaxshiroq tushunish uchun misolni ko'rib chiqaylik:
Misol: C3H6O C3H6O molekulyar formulasi uchta uglerod atomi, oltita vodorod atomi va bitta kislorod atomidan iborat birikmani ifodalaydi. Bunda funksional izomeriya kuzatilishi mumkin, chunki uglerod skeletiga turli funksional guruhlar biriktirilishi mumkin, natijada turli izomerik tuzilmalar paydo bo‘ladi. Keling, buni siqilgan struktura formulalari yordamida ko'rsatamiz:
Propanal: Propanal - bu aldegid, bu erda uglerod zanjiri terminal uglerodda karbonil guruhiga (C = O) biriktirilgan. Propanalning quyultirilgan tuzilish formulasi CH3CH2CHO dir.
Propanon: Odatda aseton deb nomlanuvchi propanon ketondir. Bu izomerda uglerod zanjiri markaziy uglerodda karbonil guruhiga (C=O) biriktirilgan. Propanonning quyultirilgan tuzilish formulasi CH3COCH3 dir.
Propanal ham, propanon ham bir xil molekulyar formulaga ega, C3H6O, lekin funktsional guruhning turi va joylashuvida farqlanadi (aldegid va keton).
Yuqoridagi misolda, C3H6O formulali birikmalarda, xususan, uglerod zanjiriga biriktirilgan turli funktsional guruhlarda (aldegid va keton) funktsional izomeriya yaqqol ko'rinadi.
Funktsional izomeriya organik kimyoda muhim tushunchadir, chunki u turli xil kimyoviy xatti-harakatlar va birikmalarning reaktivligini ta'kidlaydi. Bir xil kimyoviy formulani saqlab, molekula ichidagi funktsional guruhlarni o'zgartirib, funktsional izomerlar o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'ladi va turli kimyoviy jarayonlarda turli xil qo'llanilishi mumkin.
4. Metamerizm
Metamerizm - molekula ichidagi funktsional guruhning har bir tomonida turli xil alkil zanjirlarining mavjudligi tufayli yuzaga keladigan izomeriya turi. Bu izomeriyaning nisbatan kam uchraydigan shakli bo'lib, odatda alkil guruhlari bilan o'ralgan oltingugurt (S) yoki kislorod (O) kabi ikki valentli atomni o'z ichiga olgan birikmalarda kuzatiladi.
5. Tautomerizm
Tautomerizm - bu izomerizmning bir turi bo'lib, unda birikmalar muvozanatda mavjud bo'lib, ikki yoki undan ortiq izomerik shakllar o'rtasida osongina o'zaro aylanadi. Bu izomerlar molekula ichidagi proton va elektronlarning joylashuvida farqlanadi. Tautomerlar orasidagi o'zaro konversiya molekulyar protonlarni uzatish jarayoni orqali sodir bo'ladi.
6. Halqa-zanjir izomeriyasi
Halqa-zanjir izomeriyasi
Halqali zanjirli izomeriya izomeriyaning bir turi bo'lib, ikkita izomer o'zining strukturaviy joylashuvi bo'yicha farqlanadi, bir izomer ochiq zanjirli, ikkinchisi esa halqali tuzilishga ega. Bu izomeriya molekula ichidagi atomlarning ulanishidagi farq tufayli yuzaga keladi.
Halqa va zanjir izomerlari o'rtasidagi muhim farqlardan biri bu har bir strukturada mavjud bo'lgan pi bog'lari soni. Pi aloqalari p-orbitallarning bir-birining ustiga chiqishi
Optik izomeriya yoki enantiomerlar
Optik izomeriya, shuningdek, enantiomerizm deb ham ataladi, bu stereoizomerizmning bir shakli bo'lib, o'xshash bog'lanishlarga ega, ammo atomlarning fazoviy joylashuvi har xil bo'lib, natijada bir-birining ustiga qo'yilmaydigan oyna tasvirlari paydo bo'ladi. Enantiomerlar bir-birining ko'zgu tasviri bo'lgan juft molekulalardir va ularni faqat aylanish yoki tarjimalar orqali tekislash mumkin emas. Ular ko'pincha "chap qo'l" va "o'ng qo'l" shakllari deb ataladi.
Enantiomerlarning ajralib turadigan xususiyati ularning qutblangan yorug'lik tekisligini aylantirish qobiliyatidir. (+)-enantiomerlar deb ham ataladigan dekstro enantiomerlar qutblangan yorug'lik tekisligini o'ngga aylantiradi, laevo enantiomerlar esa (-)-enantiomerlar deb ham ataladigan bo'lsa, uni chapga aylantiradi.
Enantiomerlarning klassik namunalaridan biri bromoxloroflorometan (CHFClBr). Ushbu birikmaning ikkita enantiomerini vodorod atomidan ko'rinib turganidek, F dan Cl dan Brgacha bo'lgan yo'nalishga qarab farqlash mumkin. Bitta enantiomerni boshqasiga aylantirish kuchli kuchlanish yoki bog'lanishning uzilishini talab qiladi. Ikki enantiomer orasidagi energiya to'sig'i odatda yuqori bo'lib, xona haroratida minimal konversiyaga olib keladi.
Bundan farqli o'laroq, xloroflorometan (CH2ClF) kabi birikmalar chiral emas, chunki ularning oyna tasvirini mos o'q atrofida yarim burilish orqali olish mumkin.
Eksenel izomeriya enantiomerlar bilan bog'liq izomeriyaning yana bir turi. Masalan, 2,3-pentadien, bir-birining ustiga ikkita qo'sh bog'langan uglevodorod. Molekula simmetriya o'qiga ega bo'lsa-da, uning oyna tasviri bir-biriga qo'shilmaydi. Ushbu turdagi izomeriya eksenel izomeriya deb nomlanadi.
Enantiomerlar, odatda, kimyoviy reaktsiyalarda bir xil xatti-harakatni namoyon qiladi, boshqa chiral birikmalar bilan o'zaro ta'sir qilishdan tashqari yoki fermentlar kabi chiral katalizatorlar ishtirokida. Ushbu o'zaro ta'sirlar tufayli enantiomerlar ko'pincha biologik tizimlarda turli xil ta'sir va rollarga ega. Biokimyo va oziq-ovqat fanida glyukoza kabi chiral molekulalarning enantiomerlari turli xil xususiyatlarga ega bo'lgan alohida moddalar hisoblanadi.
Xiral birikmaning har bir enantiomeri bir xil kattalikka ega, lekin u orqali o'tadigan qutblangan yorug'likda aylanish hissiga qarama-qarshidir. Ushbu optik aylanish eritmadagi enantiomerlarning kontsentratsiyasini farqlash va o'lchash uchun ishlatilishi mumkin. "Optik izomerlar" atamasi odatda bu hodisa tufayli enantiomerlarga nisbatan qo'llanilgan, ammo hozirda Xalqaro sof va amaliy kimyo ittifoqi (IUPAC) noaniqligi tufayli uni rad etadi.
Enantiomerlar bo'lmagan stereoizomerlar diastereomerlar deb ataladi. Ba'zi diastereomerlarda chiral markaz bo'lishi mumkin, boshqalari esa yo'q. Enantiomerlar va diastereomerlar molekulalarning turli konfiguratsiyasini ifodalaydi va turli xil kimyoviy va biologik jarayonlarda o'ziga xos xususiyatlarga va rollarga ega bo'lishi mumkin.
Ionlanish izomeriyasi
Ionlanish izomeriyasi bir xil tarkibga ega bo'lishiga qaramay, eritmada eritilganda turli xil ionlarni keltirib chiqaradigan izomeriya turini anglatadi. Bu hodisa ionlanish izomeriyasi deb ataladi. Murakkab tuzdagi qarama-qarshi ion potentsial ligand rolini o'ynashi va boshqa ligandni siqib chiqarishi mumkin bo'lganida sodir bo'ladi, keyinchalik u qarshi ionga aylanadi.
Ionlanish izomeriyasining yorqin misoli [Co(NH3)5SO4]Br va [Co(NH3)5Br]SO4 birikmalarini o'z ichiga oladi. Bu ikki birikma ionlanish izomeriyasini namoyon qiladi, chunki ular bir xil umumiy tarkibga ega bo'lishiga qaramay, eritmada turli ionlarni hosil qiladi. Qarshi ionning joylashuvi va uning boshqa ligandlar bilan almashish qobiliyati turli ionlarning hosil bo'lishiga olib keladi.
Ionlash izomerlari maxsus usullar yordamida tayyorlanishi mumkin. Masalan; misol uchun:
[CoBr(NH3)5]SO4 ni quyidagicha dissotsiatsiyalash orqali tayyorlash mumkin: [CoBr(NH3)5]SO4 → [CoBr(NH3)5]2+ + SO42− (Qizil-binafsha rang)
[CoSO4(NH3)5]Br ni quyidagicha dissotsiatsiyalash orqali tayyorlash mumkin: [CoSO4(NH3)5]Br → [CoSO42−(NH3)5]+ + Br− (Qizil rang)
Bu misollar murakkab tuz ichidagi ligandlar va qarama-qarshi ionlarning almashinuvi turli ion tarkibiga ega ionlashtiruvchi izomerlarning hosil bo'lishiga qanday olib kelishi mumkinligini ko'rsatadi.
Xulosa qilib aytganda, ionlanish izomeriyasi birikma bir xil umumiy tarkibni saqlab turgan holda eritmada turli ionlar hosil qilganda yuzaga keladi. Bu turdagi izomeriya qarama-qarshi ionning boshqa ligandlarni siqib chiqarish qobiliyati tufayli yuzaga keladi, natijada aniq ionlar hosil bo'ladi. Ionlanish izomeriyasini o'rganish murakkab tuzlarning xatti-harakatlari va ularning ionlanish xususiyatlari haqida tushuncha beradi.
Izomeriyaning ahamiyati
Izomerizm, shu jumladan optik izomerizm turli sohalarda, xususan kimyo va farmatsevtikada muhim ahamiyatga ega. Izomeriyaning ahamiyatini ko'rsatadigan ba'zi asosiy fikrlar:
O'ziga xos xususiyatlar: Molekulaning izomerlari qaynash nuqtasi, erish nuqtasi, eruvchanlik, reaktivlik va biologik faollik kabi turli fizik va kimyoviy xususiyatlarni namoyon qilishi mumkin. Bu struktura-funksiya munosabatlarini chuqurroq tushunish imkonini beradi va olimlarga o'ziga xos xususiyatlarga ega birikmalarni moslashtirishga imkon beradi.
Giyohvand moddalarni ishlab chiqish: Izomerizm dori vositalarini ishlab chiqish va sinovdan o'tkazishda hal qiluvchi rol o'ynaydi. Optik izomerlar bo'lgan enantiomerlar inson organizmiga turli xil farmakologik ta'sir ko'rsatishi mumkin. Talidomid, fojiali misol sifatida, dori vositalarining barcha optik izomerlarini xavfsizlik va samaradorlik uchun sinovdan o'tkazish muhimligini ko'rsatdi. Qattiq sinov farmatsevtika formulalarida faqat kerakli enantiomer ishlatilishini ta'minlaydi.
Xushbo'y hid va lazzat: Izomerlar aniq hid va ta'mga ega bo'lishi mumkin. Bu xususiyat ko'pincha organik birikmalarda, masalan, karvonda kuzatiladi. (R)-karvon barglardagi yalpiz hidiga, (S)-karvon esa zira urug'larining aniq hidiga javob beradi. Izomer tarkibini tushunish aromatik birikmalarni aniqlash va tavsiflashda yordam beradi.
Koordinatsion kimyo: Koordinatsion birikmalardagi izomerizm ularning tuzilish tuzilishi va xususiyatlariga ta'sir qiladi. Bog'lanish izomeriyasi, yuqorida aytib o'tilganidek, ligandlarning markaziy metall ioniga ulanishiga ta'sir qiladi, bu rang, barqarorlik va reaktivlikning o'zgarishiga olib keladi. Bu bilim katalizatorlarni loyihalash va murakkab kimyoviy reaksiyalarni tushunish uchun qimmatlidir.
Materialshunoslik: Izomerizm moslashtirilgan xususiyatlarga ega yangi materiallarni ishlab chiqishda rol o'ynaydi. Izomerlar turli xil kristall tuzilmalarni, elektron konfiguratsiyalarni va optik xususiyatlarni namoyish qilishi mumkin. Izomerik tarkibni nazorat qilish orqali olimlar materiallarning fizik xususiyatlarini boshqarishi mumkin, bu esa elektronika, optika va energiyani saqlash sohasidagi yutuqlarni ta'minlaydi.
Stereokimyo: Izomerizm molekulalar ichidagi atomlarning uch o'lchovli joylashishiga qaratilgan stereokimyoda muhim ahamiyatga ega. Stereoizomerlar, jumladan, geometrik izomerlar va optik izomerlar, ularning boshqa molekulalar, jumladan fermentlar va retseptorlar bilan o'zaro ta'siriga ta'sir qiluvchi aniq fazoviy tartibga ega. Stereokimyoni tushunish dori dizayni, bioaktiv molekulalar sintezi va molekulyar tanib olish jarayonlarida yordam beradi.
Xulosa qilib aytganda, izomeriya turli ilmiy fanlarda katta ahamiyatga ega. U tuzilish va xususiyatlar o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlashga yordam beradi, dori vositalarini ishlab chiqishda va xavfsizlikni tekshirishda yordam beradi, aroma va lazzat birikmalarini tushunishga yordam beradi, koordinatsion birikmalarning xatti-harakatlariga ta'sir qiladi, yangi materiallarni loyihalashga imkon beradi va stereokimyoda hal qiluvchi rol o'ynaydi. molekulyar tanib olish. Turli xil izomerik shakllarni o'rganish va tanib olish ko'plab sohalarda ilmiy bilim va ilovalarni rivojlantirish uchun juda muhimdir.

3.