Πώς να αναγνωρίσετε τους χειρόμορφους άνθρακες

Ο ισομερισμός είναι ένας από τους σημαντικότερους τομείς της οργανικής χημείας που έχει μια ευρεία συλλογή μορίων που αναφέρονται κάτω από αυτόν. Οι δύο τύποι ισομέρειας είναι η δομική ισομέρεια και η στερεοϊσομέρεια. Η έννοια της χειραλικότητας εμπίπτει στον στερεοϊσομερισμό . Σε αντίθεση με τη δομική ισομέρεια, η στερεοϊσομέρεια περιλαμβάνει τα μόρια που έχουν την ίδια σύσταση ατόμων αλλά διαφορετικές χωρικές διατάξεις. Χειρικότητα είναι η ιδιότητα ενός μορίου που λέει ότι η κατοπτρική του εικόνα δεν μπορεί να υπερτεθεί με το μόριο. Η χειραλικότητα ενός συγκεκριμένου μορίου προσδιορίζεται από τα χειρόμορφα κέντρα που υπάρχουν σε αυτό το μόριο. Στην οργανική χημεία, τα χειρόμορφα κέντρα ονομάζονται χειρόμορφοι άνθρακες.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι ο χειρικός άνθρακας
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά
2. Πώς να αναγνωρίσετε τους χειρόμορφους άνθρακες
      – Μέθοδοι αναγνώρισης χειρόμορφων ανθράκων σε αλειφατική δομή και δομή δακτυλίου
3. Γιατί είναι σημαντικό να αναγνωρίζουμε χειρόμορφους άνθρακες

Βασικοί όροι:Αλειφατική Δομή, Χειρικότητα, Χειρικό Άνθρακα, Χειρικό Κέντρο, Δομή Δακτυλίου, Στερεοϊσομέρεια

Τι είναι ένας χειρικός άνθρακας

Ένας χειρόμορφος άνθρακας είναι ένας ασύμμετρος άνθρακας. Ένα άτομο άνθρακα μπορεί να έχει το πολύ τέσσερις δεσμούς. Ο χειρόμορφος άνθρακας συνδέεται με τέσσερις διαφορετικές ομάδες. Επομένως, είναι ασύμμετρη. Το άτομο άνθρακα θα πρέπει πάντα να υβριδοποιείται sp για να είναι ένας χειρόμορφος άνθρακας. Κανονικά ένα χειρόμορφο μόριο περιέχει τουλάχιστον έναν χειρόμορφο άνθρακα. Τα υβριδισμένα άτομα άνθρακα sp ή sp2 δεν μπορούν να είναι χειρόμορφα επειδή δεν μπορούν να έχουν τέσσερις διαφορετικές ομάδες γύρω τους λόγω της παρουσίας π-δεσμών.

Τα μόρια που έχουν περισσότερα από ένα χειρόμορφα άτομα άνθρακα έχουν δύο στερεοϊσομερή ανά έναν χειρόμορφο άνθρακα. Επομένως, αυτού του είδους τα μόρια μπορεί να έχουν περισσότερα από δύο στερεοϊσομερή. Για παράδειγμα, ένα μόριο που έχει δύο χειρόμορφους άνθρακες, έχει ουσιαστικά τέσσερα στερεοϊσομερή, δύο για κάθε χειρόμορφο άνθρακα.

Πώς να Αναγνωρίσετε Χειρικούς Άνθρακες

Πώς να Αναγνωρίσετε Χηλικό Άνθρακα σε Αλειφατικές Δομές

Ο χειρικός άνθρακας που υπάρχει σε ένα μόριο μπορεί να αναγνωριστεί σε δύο βήματα ως εξής.

Βήμα 1

Προσδιορίστε τη γεωμετρία του μορίου, λαμβάνοντας το άτομο που υποτίθεται ότι είναι ο χειρόμορφος άνθρακας στο κέντρο.

– Εάν η γεωμετρία γύρω από το άτομο άνθρακα είναι τετραεδρική, τότε μπορεί να είναι ένας χειρόμορφος άνθρακας. Εάν η γεωμετρία δεν είναι τετραεδρική, τότε είναι αχειρόμορφη.

Βήμα 2

Προσδιορίστε εάν οι τέσσερις ομάδες που συνδέονται με αυτό το άτομο άνθρακα είναι διαφορετικές μεταξύ τους.

–  Εάν το άτομο άνθρακα με την τετραεδρική διάταξη είναι συνδεδεμένο σε τέσσερις διαφορετικές ομάδες, είναι ένας χειρόμορφος άνθρακας.

Εικόνα 1:Ένα χειρόμορφο μόριο και η κατοπτρική του εικόνα

Στο παραπάνω παράδειγμα, το μόριο βρίσκεται σε τετραεδρική γεωμετρία και το κεντρικό άτομο άνθρακα είναι συνδεδεμένο με τέσσερα διαφορετικά άτομα. Επομένως, αυτός ο άνθρακας είναι ένας χειρόμορφος άνθρακας.

Πώς να αναγνωρίσετε χειραλικό άνθρακα σε δομές δακτυλίου

Για μια δομή δακτυλίου με υποκαταστάσεις, η χειρικότητα ενός ατόμου άνθρακα μπορεί να προσδιοριστεί ως εξής. Εξετάστε το ακόλουθο παράδειγμα.

Εικόνα 2:Μεθυλοκυκλοεξάνιο

Βήμα 1

Πρώτα, καθορίστε εάν οι ομάδες που συνδέονται με το άτομο άνθρακα είναι διαφορετικές μεταξύ τους. Εάν είναι διαφορετικά, μπορούμε να μαντέψουμε ότι είναι ένας χειρόμορφος άνθρακας. Στην παραπάνω εικόνα, το μόριο έχει ένα άτομο υδρογόνου και μια ομάδα μεθυλίου συνδεδεμένα στο ίδιο άτομο άνθρακα. Αλλά άλλες δύο ομάδες έχουν σχηματίσει ένα δαχτυλίδι.

Βήμα 2

Μετατρέψτε τις δύο ομάδες στο δαχτυλίδι σε υποθετικές ομάδες που δεν βρίσκονται σε έναν δακτύλιο. Ο ευκολότερος τρόπος για να το κάνετε αυτό είναι να σπάσετε τον δεσμό μεταξύ του ατόμου που υποτίθεται ότι είναι ο χειρόμορφος άνθρακας και του γειτονικού ατόμου άνθρακα στην αριστερή πλευρά και να το φανταστείτε ως συνδέτη. Στη συνέχεια, σπάστε τον παρακείμενο δεσμό στη δεξιά πλευρά και φανταστείτε τον ως τον άλλο σύνδεσμο.

Βήμα 3

Τώρα μπορούμε να προσδιορίσουμε εάν το υποτιθέμενο χειρικό άτομο άνθρακα είναι χειρόμορφο ή μη χειρόμορφο. Όταν εξετάζουμε το παραπάνω μόριο, και οι δύο υποθετικοί συνδέτες είναι πανομοιότυποι επειδή δεν υπάρχουν άλλες υποκαταστάσεις στη δομή του δακτυλίου. Επομένως, το υποτιθέμενο άτομο άνθρακα είναι μη χειρόμορφο.

Γιατί είναι σημαντικό να αναγνωρίζουμε χειρόμορφους άνθρακες

Η αναγνώριση του χειρόμορφου άνθρακα εξηγεί εάν ένα μόριο είναι χειρόμορφο ή μη χειρόμορφο. Ο προσδιορισμός του αριθμού των χειρόμορφων ανθράκων που υπάρχουν σε ένα μόριο είναι το κλειδί για να δείξει τον αριθμό των στερεοϊσομερών που μπορεί να έχει. Αυτά τα στερεοϊσομερή δεν είναι επιπρόσθετα με το μόριο. Επομένως, δίνει πληροφορίες για διαφορετικά μόρια που έχουν την ίδια σύσταση.

Σύνοψη

Αυτό το άρθρο εξηγεί πώς να αναγνωρίζετε χειρόμορφα άτομα άνθρακα σε ένα μόριο σε αλειφατικές δομές ή δομές δακτυλίου. Η παρουσία χειρόμορφου άνθρακα δείχνει ότι έχει στερεοϊσομερή. Αυτό είναι πολύ σημαντικό για την παρατήρηση των σχέσεων και των αντιδράσεων των μορίων.