תוֹכֶן
איזומרים מורכבים נוסחאות זהות, אבל מבנים שונים או סידורים מרחביים. הם מתרחשים בטבע אך מעוררים עניין מיוחד בכימיה אורגנית - מחקר של תרכובות פחמן - בשל מגוון רחב של מולקולות אורגניות חשובות מבחינה כלכלית. מדענים מנסים לגזור באופן מתמטי את מספר האיזומרים של מולקולות שרשרת ליניאריות אורגניות, הנקראות אלקאנים, אך לא מצאו קשר פשוט בין מספר האיזומרים לבין כמות הפחמן. עם זאת, תוכניות חישוביות לפרק מבנים alkane לשברים קל לעבוד עם תוצאות טובות.
סוגי איזומרים
שני סוגי האיזומרים הם מבניים ואופטיים. לאיזומרים מבניים יש סידורים שונים של אטומים או אשכולות קטנים של אטומים, הנקראים קבוצות פונקציונליות. איזומרים אלה נובעים מהבדלים בהשלכות המולקולות ובאיך מסודרים הקבוצות התפקודיות. איזומרים אופטיים, או סטריאו-איזומרים, זהים מבחינה מבנית, אך נבדלים במיקום הגאומטרי המרחבי של אטומים וקבוצות תפקודיות. דוגמאות לאיזומרים אופטיים כוללות תמונות מראה ומולקולות המסתובבות בכיוונים מנוגדים.
פגוש את האלקנים
Alkanes הם שרשראות של אטומי פחמן (C) ומימן (H), מסודרים כך שלכל אטומי פחמן n יש 2n + 2 hydrogens. מקורם בעיקר בגז טבעי ובנפט גולמי. הפחמן באלקנים יוצר רשתות שבהן כל פחמן נקשר לארבעה אטומים אחרים באמצעות C-C או C-H. אלקאנים ליניארי או acyclic לא יוצרים טבעות. האלקן הפשוט ביותר הוא מתאן, CH4. אלה עם ארבעה או יותר אטומי פחמן עשויים ליצור איזומרים מבניים, ואלה עם שבעה או יותר פחמנים עשויים גם ליצור איזומרים אופטיים. איזומרים מסוימים הם "שלילי שלילי", כלומר, היווצרות שלהם סביר כי הם צריכים הרבה אנרגיה כדי להישאר יציבה.
ספירת איזומרים
רוברט Paton וג 'ונתן גודמן מאוניברסיטת קיימברידג' מציעים יישום חינם, הנקרא IsoCount, אשר מחשבת את מספר האיזומרים המבניים והאופטיים של כל אלקן acyclic. אתה פשוט להקליד את מספר הפחמנים אלקן התוכנית חושפת את מספר איזומרים מבניים ואופטיים, אומר לך כמה הם שליליים שלילי. התוכנית משתמשת באלגוריתם אשר בוחן באופן אינטראקטיבי את החלק של אלקן כדי להפיק את כמות האיזומרים. לדוגמה, אם תזין שבע, התוכנית מדווחת כי האלקאן C7H16 יש תשעה מבני ושני איזומרים אופטיים.
בלתי יציב Alkanes
Alkanes שיש 16 ו 17 פחמנים הם לא תרכובות יציבות היה במהירות לנתק בטמפרטורת החדר. C17 אינו קיים ו C16 יכול רק להיווצר במהירות בטמפרטורות נמוכות מאוד. כמה אלקאנים של שרשראות גדולות הם גם לא יציבים. תוכנית IsoCount רואה את שברי פחמן יציב בעת הדיווח על התוצאות שלהם. מספר האיזומר גדל במהירות עם מספר הפחמנים. מחברי IsoCount מעריכים כי האיזומרים של אלקן 167 פחמן היה outpace את מספר החלקיקים ביקום.