Izomeri su spojevi koji imaju isti kemijski sastav, ali se razlikuju po strukturi i rasporedu atomske veze. Taj fenomen naziva se izomerija, a može se pojaviti u organskim spojevima, anorganskim spojevima, kompleksima metala te u biološkim molekulama poput proteina i šećera.
Zašto je poznavanje izomera važno? Otkrivanje i razumijevanje izomernih veza omogućuje nam bolje razumijevanje kemijskih svojstava i reakcija tvari. Također, izomerija je ključna u farmaceutskoj industriji gdje se često može dogoditi da dvije slične molekule imaju potpuno različite biološke učinke.
Postoje različite vrste izomera, a neka od ključnih pravila i svojstava koje se odnose na njih uključuju strukturalnu izomeriju, stereoizomeriju, konformacijsku izomeriju, geometrijsku izomeriju te tautomernu izomeriju.
Krenimo s nekoliko primjera kako bismo bolje razumjeli izomere. Prvo, u strukturalnoj izomeriji, spojevi imaju isti kemijski sastav, ali se razlikuju u rasporedu atoma. Primjer za to su izomeri metil ciklopropana i metil ciklobutana. Metil ciklopropan ima formulu C4H8, dok metil ciklobutan također ima istu formulu, ali se razlikuje u strukturi.
Drugi primjer je stereoiomerija, gdje se izomeri razlikuju po rasporedu atoma u prostoru. Primjerice, L-glukoza i D-glukoza su stereoiomeri koji se razlikuju po rasporedu OH grupa na čiralnom ugljikovom atomu.
Tipične pogreške koje se javljaju pri razlikovanju izomera uključuju nepravilno identificiranje strukturnih razlika između spojeva te zanemarivanje stereoizomerije. Savjet je pažljivo analizirati strukturu molekule te koristiti modele za vizualizaciju prostorne orijentacije atoma.
Za samoprovjeru, postavite si sljedeća pitanja:
1. Koja je osnovna razlika između strukturnih i stereoizomera?
2. Koja je razlika između geometrijske i konformacijske izomerije?
3. Kako se nazivaju izomeri koji se razlikuju po rasporedu atoma u prostoru?
4. Kako se naziva izomerija koja uzrokuje promjenu u rasporedu protona u molekuli?
Odgovori:
1. Strukturni izomeri se razlikuju u rasporedu atoma u molekuli, dok se stereoizomeri razlikuju po prostornoj orijentaciji atoma.
2. Geometrijska izomerija odnosi se na fiksnu geometriju veza, dok konformacijska izomerija uključuje rotaciju veza.
3. Stereoizomeri.
4. Tautomerna izomerija.