異性体とは、化学式は同じでも分子内の特徴や原子配列が異なる化合物で、その結果、異性を示す物質を異性体と呼びます。
「異性体」はギリシャ語の「isos」と「meros」に由来し、どちらも「等しい部分」を意味します。 1830年、スウェーデンの化学者ジェイコブ・ベルゼリウスがこの言葉を作成しました。
異性の種類
異性には主に 2 つの形態があり、それぞれをさらにサブグループに分けることができます。構造異性と立体異性は、2 つの主な形式です。
構造異性
これらの異性体の分子中の官能基や原子がさまざまな方法で結合する異性は、構造異性として知られています。構造異性体には同じ官能基が含まれる場合と含まれない場合があるため、異なる IUPAC 名称が付けられています。
ブタンとイソブタン (C4H10) は、構造異性の例です。
鎖異性
骨格異性は別の名前です。
これらの異性体の構成要素は異なる分岐構造を持ち、鎖状異性体の炭素の分岐はほとんどの場合異なります。
有機化合物 C5H12 は鎖異性の一例です。
位置異性
位置異性体は、化合物が官能基または置換原子の位置が異なる異性です。炭素鎖の異なる炭素原子への官能基の結合は、この異性の典型です。
式 C3H7Cl を持つ化合物は、このタイプの異性の良い例です。
機能異性
官能基異性は、官能異性の別名です。名前が示すように、化学式は同じですが、それらにリンクされた異なる官能基を持つ化合物を指します。化学分子 C3H6O は機能異性の一例です。
メタメリズム
官能基の両側に異なるアルキル鎖が存在すると、メタメリズムとして知られる彼のタイプの異性が生じます。メタメリズムは、アルキル基に囲まれた二価元素 (硫黄や酸素など) を持つ化合物でのみ発生するまれな種類の異性です。
エトキシエタン (C2H5OC2H5) とメトキシプロパン (C4H10O) は、C4H10O の 2 つの例です。 (CH3OC3H7)、メタメリズムを示します。
互変異性
プロトンと電子の位置のみが異なる化学物質の異性体は互変異性体と呼ばれ、異性体は互変異性として知られています。ほとんどの場合、化合物の互変異性体は平衡状態で共存し、容易に交換可能であり、分子内プロトン移動の結果として発生します。
ケト-エノール互変異性は、この互変異性現象の良い例です。
環鎖異性
一方の異性体は開鎖構造を持ち、もう一方は環鎖異性で環構造を持ちます。
それらは通常、さまざまな量のパイ結合を持っています.
C3H6 の異性は、このタイプの異性の優れた例です。プロペンとシクロプロパンは結果として生じる異性体です。
立体異性
この種の異性は、化学式は同じだが、分子の原子の 3 次元方向が異なる化合物で発生します。立体異性体とは、立体異性を示す化学物質を指します。この現象は、さらに 2 つのカテゴリに分けることができます。このサブセクションでは、これらの両方のカテゴリについて簡単に説明します:
幾何異性
これは、シス-トランス異性と呼ばれます。
三次元空間では、これらの異性体は原子のさまざまな空間配置を持っています。
非環式ブト-2-エン分子に見られる幾何異性。
光学異性
光学異性は、化合物が同等の結合を持つが、原子の空間配置が異なる場合に発生し、重ね合わせることができない鏡像になります。
エナンチオマーは、光学異性体の別名です。
エナンチオマーの光学活性は互いに異なります。右旋鏡像異性体は偏光面を右に回転させますが、左旋鏡像異性体はそれを左に回転させます。
ブタン-2-オールは光学異性の一例です。
イオン化異性
イオン化異性体は、同じ組成を持っているにもかかわらず、溶液中で異なるイオンを生成する化合物であり、この特性はイオン化異性として知られています。イオン化異性とは、同じ化学組成を持っているにもかかわらず、溶液中で異なるイオンを生成する化合物を指します。錯塩の対イオンが潜在的な配位子でもある場合、それは配位子を置換することができ、対イオンになることができ、結果として異性が生じます.
[Co(NH3)5SO4]Br と [Co(NH3)5Br]SO4 は、イオン化異性の 2 つの例です。
結論
したがって、異性体とは、化学式は同じでも分子内の性質や原子配列が異なる化合物であり、その結果、異性を示す物質を異性体と呼びます。異性には主に 2 つの形態があり、それぞれをさらにサブグループに分けることができます。構造異性と立体異性が 2 つの主な形態です。
