Различия между структурной и пространственной (стереоизомерией) изомерией заключаются в том, как именно различаются молекулы с одинаковым качественным и количественным составом. Структурная изомерия При структурной изомерии атомы в молекулах соединены в разной последовательности. Это означает, что у изомеров разный порядок связей (разный «химический граф»). Основные виды:
- Изомерия углеродного скелета: Различается строение «цепочки» атомов углерода (например, н-бутан и изобутан).
- Изомерия положения: Различается местоположение кратной связи или функциональной группы (например, пропанол-1 и пропанол-2).
- Межклассовая изомерия: Молекулы относятся к разным классам органических соединений (например, этанол и диметиловый эфир).
Ключевая особенность: У структурных изомеров разные структурные формулы, которые легко отличить на плоскости. Пространственная изомерия (Стереоизомерия) При пространственной изомерии порядок связей между атомами идентичен, но они по-разному расположены в пространстве относительно друг друга. Основные виды:
- Геометрическая (цис-транс изомерия): Возникает из-за невозможности вращения вокруг двойной связи или в циклах. Заместители могут находиться по одну сторону плоскости (цис-) или по разные стороны (транс-).
- Оптическая (энантиомерия): Молекулы относятся друг к другу как предмет и его зеркальное отражение, которые невозможно совместить (как правая и левая руки). Это происходит при наличии асимметричного атома углерода (хирального центра).
Ключевая особенность: Структурные формулы таких веществ выглядят одинаково, если не учитывать углы и объемное направление связей. Сравнительная таблица
| Характеристика | Структурная изомерия | Пространственная изомерия |
|---|---|---|
| Порядок связей | Разный | Одинаковый |
| Причина различий | Разная последовательность атомов | Разное положение в пространстве |
| Физические свойства | Сильно различаются | Часто близки (у энантиомеров почти идентичны) |
| Химические свойства | Могут радикально отличаться | Обычно схожи, но различаются в биохимических реакциях |
Я могу составить для вас таблицу с конкретными примерами формул для каждого типа изомерии или разобрать подробно механизмы возникновения оптических изомеров.