Isomers vs Resonance | Cấu trúc cộng hưởng so với Isomers | Đồng phân hiến pháp, Đồng phân lập thể, Đồng phân đối quang, Đồng phân không vị
Một phân tử hoặc ion có cùng công thức phân tử có thể tồn tại theo những cách khác nhau tùy thuộc vào thứ tự liên kết, sự khác biệt về phân bố điện tích, cách chúng tự sắp xếp trong không gian, v.v.
Isomers
Đồng phân là những hợp chất khác nhau có cùng công thức phân tử. Có nhiều loại đồng phân. Đồng phân chủ yếu có thể được chia thành hai nhóm là đồng phân hiến pháp và đồng phân lập thể. Đồng phân cấu tạo là đồng phân mà khả năng kết nối của các nguyên tử trong phân tử khác nhau. Butan là ankan đơn giản nhất để hiển thị đồng phân cấu tạo. Butan có hai đồng phân cấu tạo, chính là butan và isobutene.
CH3CH2CH2CH3
Butane Isobutane / 2-methylpropane
Trong đồng phân lập thể, các nguyên tử liên kết trong cùng một dãy, không giống như đồng phân lập thể. Các chất đồng phân lập thể chỉ khác nhau về cách sắp xếp các nguyên tử của chúng trong không gian. Đồng phân lập thể có thể có hai loại, đồng phân đối quang và đồng phân không đối quang. Đồng phân không đối quang là đồng phân lập thể mà các phân tử của chúng không phải là hình ảnh phản chiếu của nhau. Các đồng phân cis trans của 1, 2-dichloroethene là các đồng phân không bền. Các chất đồng phân đối quang là các chất đồng phân lập thể mà các phân tử của chúng là hình ảnh phản chiếu không thể tách rời của nhau. Đồng phân đối quang chỉ xảy ra với các phân tử bất đối. Phân tử bất đối được định nghĩa là phân tử không đồng nhất với hình ảnh phản chiếu của nó. Do đó, phân tử bất đối và hình ảnh phản chiếu của nó là đồng phân đối quang của nhau. Ví dụ, phân tử 2-butanol là bất đối xứng, nó và hình ảnh phản chiếu của nó là đồng phân đối quang.
Cộng hưởng
Khi viết cấu trúc Lewis, chúng ta chỉ hiển thị các electron hóa trị. Bằng cách để các nguyên tử chia sẻ hoặc chuyển electron, chúng ta cố gắng cung cấp cho mỗi nguyên tử cấu hình điện tử khí cao nhất. Tuy nhiên, với nỗ lực này, chúng tôi có thể áp đặt một vị trí nhân tạo trên các electron. Kết quả là, nhiều hơn một cấu trúc Lewis tương đương có thể được viết cho nhiều phân tử và ion. Các cấu trúc được viết bằng cách thay đổi vị trí của các electron được gọi là cấu trúc cộng hưởng. Đây là những cấu trúc chỉ tồn tại trên lý thuyết. Cấu trúc cộng hưởng nêu hai sự thật về cấu trúc cộng hưởng.
- Không có cấu trúc cộng hưởng nào là đại diện chính xác của phân tử thực tế; không có gì sẽ hoàn toàn giống với các đặc tính hóa học và vật lý của phân tử thực tế.
- Phân tử thực tế hoặc ion sẽ được thể hiện tốt nhất bằng sự kết hợp của tất cả các cấu trúc cộng hưởng.
Các cấu trúc cộng hưởng được hiển thị bằng mũi tên ↔. Sau đây là cấu trúc cộng hưởng của ion cacbonat (CO32-).
Nghiên cứu tia X đã chỉ ra rằng phân tử thực sự nằm giữa những cộng hưởng này. Theo các nghiên cứu, tất cả các liên kết cacbon-oxy có độ dài bằng nhau trong ion cacbonat. Tuy nhiên, theo cấu trúc trên chúng ta có thể thấy một là liên kết đôi, và hai là liên kết đơn. Do đó, nếu các cấu trúc cộng hưởng này xảy ra riêng biệt, thì lý tưởng nhất là phải có độ dài liên kết khác nhau trong ion. Độ dài liên kết giống nhau chỉ ra rằng không có cấu trúc nào trong số những cấu trúc này thực sự tồn tại trong tự nhiên, đúng hơn là sự kết hợp của cấu trúc này tồn tại.
Sự khác biệt giữa Isomers và Resonance là gì?
• Trong các đồng phân, sự sắp xếp nguyên tử hoặc sự sắp xếp trong không gian của phân tử có thể khác nhau. Nhưng trong các cấu trúc cộng hưởng, các yếu tố này không thay đổi. Đúng hơn, chúng chỉ có sự thay đổi vị trí của một electron.
• Đồng phân có trong tự nhiên, nhưng cấu trúc cộng hưởng không tồn tại trong thực tế. Chúng là cấu trúc giả định, chỉ giới hạn trong lý thuyết.
