Wat zijn structurele isomeren?

Structurele isomeren zijn verbindingen van dezelfde chemische formule die verschillende structuren en eigenschappen bezitten op basis van hoe hun samenstellende atomen worden geordend.Er zijn bijvoorbeeld twee structurele isomeren met dezelfde chemische formule C 4 H 10 , namelijk normale butaan CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 en methylpropaan (Ch 3 ) 2 CHCH 2 CH 3 .Het is interessant om op te merken dat Normal Butaan kookt op -0,5 graden Celsius, terwijl methylpropaan kookt op +28 graden Celsius.Naarmate het aantal atomen groeit, neemt het aantal isomeren toe.Er zijn drie structurele isomeren met chemische formule C 5 H 12 , vijf met formule C 6 H 14 en negen met formule C 7 H 16 .

Structurele isomeren van koolstof zijn niet beperktAlleen voor koolstof en waterstof, hoewel dat de bekendste voorbeelden van structureel isomerisme zijn.In het huishoudelijke medicijnkastje kan men C 3 H 8 O of isopropylalcohol vinden, soms geïdentificeerd als ontsmettingsalcohol.De structurele formule is Ch 3 CH (OH) CH 3 .Bovendien is er n-propylalcohol, ch 3 ch 2 ch 2 (oh) en zelfs methylethylether, ch 3 och 2 ch 3 , hoewel geen van deze twee verbindingen waarschijnlijk iste vinden in het huis.Er zijn ook structurele isomeren van koolstofverbindingen die andere atomen bevatten.

Wat een dergelijke overvloed aan isomere vormen mogelijk maakt, is het vermogen van de atomen van enkele elementen mdash;met name koolstof mdash;om met elkaar mee te doen.Dit komt door de aard van de banden tussen de atomen.Aangrenzende koolstofatomen worden verbonden door covalente bindingen, obligaties waarin deelnemende atomen elektronen gelijk delen, in plaats van ze van het ene atoom naar het andere over te dragen.Om te illustreren, in gewoon tafelzout, NaCl, geeft het deelnemende natriumatoom zijn één beschikbare elektron aan het chlooratoom en de twee atomen worden elektrostatisch aangetrokken.Niets zoals dit bestaat tussen de verbonden koolstofatomen in ethaan, C 2 H 6

.

Silicium en boor hebben hetzelfde vermogen om aan elkaar te binden zonder elektronenoverdracht.De structurele isomeren van silicium en boor worden goed geïllustreerd in de silanen mdash;Verbindingen van silicium en waterstof mdash;en de Boranes mdash;Verbindingen van boor en waterstof.Verbindingen van koolstof en waterstof beginnen met het molecuulmethaan, CH 4 .Analoog hieraan beginnen de verbindingen van silicium en waterstof met silaan, sih 4 .Interessant is dat de verbindingen van boor en waterstof anders beginnen met borane, BH 3 mdash;Een verbinding die alleen bekend is in de gasvormige toestand die snel dimereert om B 2

H

6

te vormen. Het vermogen om structurele isomeren te vormen, verhoogt het aantal mogelijke verbindingen aanzienlijk met een bijna eindeloos bereik van eigenschappen.In het geval van koolstof maken structurele isomeren de levensverbindingen mogelijk.Voor silicium en boor biedt de grote verscheidenheid aan verbindingen de wetenschappelijke en productiewerelden een overvloed aan reagentia.Een toepassing van silaanderivaten is in coatings waarmee biologisch onschadelijke materialen kunnen worden bevestigd aan titaniumimplantaatstructuren.Wat boranen betreft, ze kunnen worden gebruikt in gespecialiseerde organische syntheses, in exotische brandstofcellen en zelfs voor rocketry -brandstof.