Sự khác biệt giữa đồng phân và cộng hưởng

Đồng phân vs cộng hưởng | Cấu trúc cộng hưởng so với đồng phân | Đồng phân lập hiến, stereoisomers, Enantiomers, Diastereomers
 

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, chênh lệch phân bố điện tích, cách chúng tự sắp xếp trong không gian, v.v.. 

Đồng phân

Các chất đồng phân là các hợp chất khác nhau có cùng công thức phân tử. Có nhiều loại đồng phân. Các chất đồng phân chủ yếu có thể được chia thành hai nhóm là đồng phân lập hiến và đồng phân lập thể. Các đồng phân lập hiến là các đồng phân trong đó sự kết nối của các nguyên tử khác nhau trong các phân tử. Butan là ankan đơn giản nhất để thể hiện tính đồng phân hiến pháp. Butan có hai đồng phân lập hiến, chính butan và isobutene.

CH₃CH₂CH₂CH₃                         

Butan Isobutane / 2-methylpropane

Trong các nguyên tử stereoisome được kết nối theo cùng một trình tự, không giống như các đồng phân hiến pháp. Các đồng phân lập thể chỉ khác nhau trong cách sắp xếp các nguyên tử của chúng trong không gian. Stereoisomers có thể có hai loại, enantiomers và diastereomers. Diastereomers là các đồng phân lập thể có phân tử không phải là hình ảnh phản chiếu của nhau. Các đồng phân cis trans của 1, 2-dichloroethene là các diastereome. Enantiomers là các đồng phân lập thể có phân tử là hình ảnh phản chiếu không thể thay thế của nhau. Enantiomers chỉ xảy ra với các phân tử chirus. Một phân tử chirus được định nghĩa là một phân tử không giống với hình ảnh phản chiếu của nó. Do đó, phân tử chirus và hình ảnh phản chiếu của nó là đối tượng của nhau. Ví dụ, phân tử 2-butanol là chirus, và nó và hình ảnh phản chiếu của nó là chất đối kháng.

cộng hưởng

Khi viết cấu trúc Lewis, chúng tôi chỉ hiển thị các electron hóa trị. Bằng cách có các nguyên tử chia sẻ hoặc chuyển electron, chúng tôi cố gắng cung cấp cho mỗi nguyên tử cấu hình điện tử khí hiếm. Tuy nhiên, trong nỗ lực này, chúng tôi có thể áp đặt một vị trí nhân tạo lên 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 trong lý thuyết. Cấu trúc cộng hưởng nêu hai sự thật về cấu trúc cộng hưởng.

• Không có cấu trúc cộng hưởng nào sẽ là đại diện chính xác của phân tử thực tế; không cái nào hoàn toàn giống với tính chất hóa học của vật lý.
• Phân tử thực tế hoặc ion sẽ được biểu diễn tốt nhất bằng cách lai tất cả các cấu trúc cộng hưởng.

Các cấu trúc cộng hưởng được hiển thị với mũi tên ↔. Sau đây là cấu trúc cộng hưởng của ion carbonate (CO₃^2-).

Các nghiên cứu X-quang đã chỉ ra rằng phân tử thực tế nằm ở giữa những cộng hưởng này. Theo các nghiên cứu, tất cả các liên kết carbon-oxy có độ dài bằng nhau trong ion carbonate. Tuy nhiên, theo các 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 rẽ, lý tưởng nhất là phải có độ dài liên kết khác nhau trong ion. Độ dài liên kết tương tự chỉ ra rằng không có cấu trúc nào trong số này thực sự có mặt trong tự nhiên, thay vào đó là sự kết hợp của điều này tồn tại.