En isomer är en kemisk art med samma antal och typer av atomer som en annan kemisk art men med distinkta egenskaper eftersom atomerna är arrangerade i olika kemiska strukturer. När atomer kan anta olika konfigurationer, benämns fenomenet isomerism. Det finns flera kategorier av isomerer, inklusive strukturella isomerer, geometriska isomerer, optiska isomerer och stereoisomerer. Isomerisering kan ske spontant eller inte, beroende på om bindningsenergin i konfigurationerna är jämförbar.
Typer av isomerer
De två breda kategorierna av isomerer är strukturella isomerer (även kallad konstitutionella isomerer) och stereoisomerer (även kallad rumsliga isomerer).
Strukturella isomerer: I denna typ av isomerism förenas atomerna och funktionella grupper på olika sätt. Strukturella isomerer har olika IUPAC-namn. Ett exempel är positionsförändringen sett i 1-fluoropropan och 2-fluoropropan.
Typer av strukturell isomerism inkluderar kedjaisomerism, där kolvätekedjor har olika grader av förgrening; funktionell gruppisomerism, där en funktionell grupp kan delas upp i olika; och skelettisomerism, där huvudkolkedjan varierar.
Tautomerer är strukturella isomerer som spontant kan konvertera mellan former. Ett exempel är keto / enol tautomerism, där en proton rör sig mellan en kol- och syreatom.
stereoisomerer: Bondstrukturen mellan atomer och funktionella grupper är densamma i stereoisomerism, men den geometriska positioneringen kan förändras.
Denna klass av isomerer inkluderar enantiomerer (eller optiska isomerer), som är icke-överlägsna spegelbilder av varandra, som vänster- och högerhänder. Enantiomerer innehåller alltid kirala centra. Enantiomerer uppvisar ofta liknande fysikaliska egenskaper och kemiska reaktiviteter, även om molekylerna kan särskiljas genom hur de polariserar ljus. Vid biokemiska reaktioner reagerar enzymer vanligtvis med en enantiomer föredragen än den andra. Ett exempel på ett par enantiomerer är (S) - (+) - mjölksyra och (R) - (-) - mjölksyra.
Alternativt kan stereoisomerer vara diastereomerer, som inte speglar bilder av varandra. Diastereomerer kan innehålla kirala centra, men det finns isomerer utan kirala centra och de som inte ens är kirala. Ett exempel på ett par diastereomerer är D-treos och D-erytros. Diastereomerer har vanligtvis olika fysiska egenskaper och reaktiviteter från varandra.
Konformationella isomerer (konformer): Konformation kan användas för att klassificera isomerer. Konformatorer kan vara enantiomerer, diastereomerer eller rotamerer.
Det finns olika system som används för att identifiera stereoisomerer, inklusive cis-trans och E / Z.
Exempel på isomer
Pentan, 2-metylbutan och 2,2-dimetylpropan är strukturella isomerer av varandra.
Betydelsen av isomerism
Isomerer är särskilt viktiga inom näring och medicin eftersom enzymer tenderar att arbeta på en isomer över en annan. De substituerade xantinerna är ett bra exempel på en isomer som finns i livsmedel och läkemedel. Teobromin, koffein och teofyllin är isomerer som skiljer sig åt i placeringen av metylgrupper. Ett annat exempel på isomerism förekommer i fenetylaminläkemedel. Phentermine är en nonchiral förening som kan användas som aptitdämpande men fungerar inte som en stimulant. Omarrangering av samma atomer ger dextrometamfetamin, ett stimulerande medel som är starkare än amfetamin.
Kärnkraftsisomerer
Vanligtvis avser termen isomer olika arrangemang av atomer i molekyler; Men det finns också kärnkraftsisomerer. EN nukleär isomer eller metastabilt tillstånd är en atom som har samma atomantal och massantal som en annan atom i det elementet men som ändå har ett annat excitationstillstånd inom atomkärnan.