Forskjellen mellom konfigurasjons- og konformasjonsisomerer

Hovedforskjell - Konfigurasjon vs Konformasjonsisomerer

Isomerisme er tilstedeværelsen av forskjellige strukturer eller romlige arrangementer for samme molekylære formel. Med andre ord er isomerer av en bestemt forbindelse sammensatt av samme type atomer i samme forhold, men er forskjellige forbindelser på grunn av forskjellene i tilkobling og arrangementet av disse atomene. Konfigurasjons- og konformasjonsisomerisme er to typer funnet i organiske forbindelser. Disse to typer skiller seg fra hverandre på grunn av deres rotasjoner. Hovedforskjellen mellom konfigurasjons- og konformasjonsisomerer er det konfigurasjonsisomerer kan ikke oppnås ved å rotere molekylet rundt en enkeltbinding mens konformasjonsisomerer kan oppnås ved å rotere molekylet rundt en enkeltbinding.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er Configurational Isomers
      - Definisjon, forklaring av struktur med eksempler
2. Hva er Conformational Isomers
      - Definisjon, forklaring av struktur med eksempler
3. Hva er forskjellen mellom konfigurasjons- og konformasjonsisomerer
      - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbegreper: Konfigurasjon, Konfigurasjonsisomerer, Konformasjon, Konformasjonsisomerer, Forkortet Konformasjon, Geometriske Isomerer, Isomerisme, Optiske Isomerer, Forskjellig Konformasjon

Hva er Configurational Isomers

Konfigurasjonsisomerer er stereoisomerer som ikke kan omdannes til hverandre ved å rotere molekylet rundt et enkeltbinding. Disse konfigurasjonsisomerer finnes i to typer som geometriske isomerer og optiske isomerer.

Geometriske isomerer

Geometriske isomerer kalles også cis-trans isomerer. Denne typen isomerisme er hovedsakelig funnet i alkener og sjelden i alkaner. Geometrisk isomerisme beskriver tilstedeværelsen av to identiske grupper (som er festet til vinylkarbonatomene) plassert på samme side eller motsatt side av dobbeltbindingen. Hvis de to identiske gruppene er på samme side, kalles den en cis-isomer og hvis de to identiske gruppene er på motsatte sider, kalles den en trans-isomer.

Figur 1: Cis-trans isomerisme

Her kan en isomer ikke roteres for å få den andre isomeren på grunn av tilstedeværelsen av et dobbeltbinding. Pi-bindingen forbyder rotasjonen rundt den. 

Optiske isomerer

Optisk isomeri finnes i molekyler hvor kirurgi er tilstede. Chiralitet er tilstedeværelsen av chirale karboner som kan forårsake den optiske aktiviteten til et molekyl. Et chiralt karbon er et karbonatom som har fire forskjellige grupper knyttet til det. Derfor er speilbildet av dette molekylet ikke overlegelig med molekylet.

Figur 2: Optisk isomerisme

Ovennevnte bilde viser to optiske isomerer. Disse isomerer er i stand til å rotere planpolarisert lys i motsatte retninger. R-isomeren kan rotere planpolarisert lys i motsatt retning at s-isomeren kan rotere lyset. Bokstaven R indikerer retningen med urviseren mens S angir retningen mot urviseren.

Hva er Conformational Isomers

Konformasjonsisomerer er stereoisomerer som kan omdannes til hverandre ved å rotere molekylet ved en enkeltbinding. Disse molekylene kalles conformers. Konformasjonen av et molekyl er gitt i enten forskjøvet konformasjon eller eclipsed konformasjon. Konformasjonen av et molekyl er orienteringen eller arrangementet av atomene i et molekyl når det settes gjennom enkeltbinding som kan brukes til å rotere molekylet.

Konformasjonene av molekyler er relatert til deres potensielle energier. Den forskudde konformasjonen har en minimal belastning mellom atomene. Derfor minimerer den potensiell energi i det molekylet. Den formørkede konformasjonen har maksimal belastning mellom atomer. Derfor har den formørkede konformasjonen den høyeste potensielle energien. Vinkelen mellom atomene i disse konformasjonene kalles dihedralvinkelen. For forskjøvet konformasjon er dihedralvinkelen 60^o mens dihedralvinkelen for eclipsed konformasjon er 0^o.

Figur 3: To hovedkonformasjoner av etan

Videre er det to andre konformasjoner kalt gauche og anti. Når molekylet har en substituent, kan disse konformere bli sett. Gauche-konformasjonen har en dihedralvinkel på 60^o mellom substituentene. Anti konformasjonen har en 180^o dihedral vinkel.

Figur 4: Gauche, Anti og Eclipsed Conformations of Butane

Ovennevnte bilde viser gauche-, anti- og formørkede konformasjoner av butan. Her er vinkelen mellom to metylgrupper dihedralvinkelen.

Forskjellen mellom konfigurasjons- og konformasjonsisomerer

Definisjon

Konfigurasjonsisomerer: Konfigurasjonsisomerer er stereoisomerer som ikke kan omdannes til hverandre ved å rotere molekylet rundt et enkeltbinding.

Konformerende isomerer: Konformasjonsisomerer er stereoisomerer som kan omdannes til hverandre ved å rotere molekylet ved en enkeltbinding.

Typer isomerer

Konfigurasjonsisomerer: Det finnes to typer konfigurasjonsisomerer som geometriske isomerer og optiske isomerer.

Konformerende isomerer: Det er fire typer konformasjonsisomerer som formet konformasjon, forskjøvet konformasjon, gauche konformasjon og anti konformasjon.

Rotasjon av molekylen

Konfigurasjonsisomerer: Rotasjonen av molekylet rundt et enkeltbinding gir ikke sin isomer i konfigurasjonsisomerer.

Konformerende isomerer: Rotasjonen av molekylet rundt et enkeltbinding kan gi flere isomerer i konformasjonsisomerer.

Konklusjon

Konfigurasjons- og konformasjonsisomerer er to forskjellige typer isomerer. Hovedforskjellen mellom konfigurasjons- og konformasjonsisomerer er at konfigurasjonsisomerer ikke kan oppnås ved å rotere molekylet rundt en enkeltbinding mens konformasjonsisomerer kan oppnås ved å rotere molekylet rundt en enkeltbinding.

referanser:

1. "Definisjoner: Eksempler på Conformational Isomers." Definisjoner: Conformational Isomers (Eksempler), Tilgjengelig her. Tilgang 12 september 2017.
2. "5.2: Conformational Isomers." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 13. mai 2017, Tilgjengelig her. Tilgang 12 september 2017.
3. "Conformational isomerism." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 13. august 2017, Tilgjengelig her. Tilgang 12 september 2017.

Bilde Courtesy:

1. "Cis-trans eksempel" Av JaGa - Selvfremstilt ved hjelp av BKChem og Inkscape (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Limonene struttura" Av bruker: Paginazero - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. "Escalonada e eclipsada" Av Pauloquimico - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
4. "Conformers" Av Odie5533 - wp-en (Public Domain) via Commons Wikimedia