異構體vs共振|共振結構vs異構體|組成異構體、立體異構體、對映體、非對映體
分子或離子具有相同的分子式,可以根據鍵的順序、電荷分佈差異、它們在空間中的排列方式等不同的方式存在。
異構體
異構體是具有相同分子式的不同化合物。有各種類型的異構體。異構體主要分為兩大類:組成異構體和立體異構體。組分異構體是分子中原子連接性不同的異構體。丁烷是最簡單的組成異構烷烴。丁烷有兩種組成異構體,丁烷本身和異丁烯。
CH3CH2CH2CH3
丁烷異丁烷/2-甲基丙烷
在立體異構體中,原子以相同的順序連接,不像組成異構體。立體異構體的區別僅僅在於它們在空間中的原子排列。立體異構體可以有兩種類型,對映體和非對映體。非對映體是一種立體異構體,其分子不是彼此的鏡像。1,2-二氯乙烯的順反異構體是非對映體。對映體是立體異構體,其分子是彼此不可疊加的鏡像。對映體只與手性分子發生。手性分子被定義為與其鏡像不完全相同的分子。因此,手性分子與其鏡像是對映體。例如,2-丁醇分子是手性的,它和它的鏡像是對映體。
共振
寫路易斯結構時,我們只顯示價電子。通過讓原子共享或轉移電子,我們試圖賦予每個原子惰性氣體電子構型。然而,在這一嘗試中,我們可以在電子上施加一個人為的位置。因此,對於許多分子和離子,可以寫出不止一個等效的Lewis結構。通過改變電子位置而形成的結構稱為共振結構。這些只是理論上存在的結構。共振結構說明了關於共振結構的兩個事實。
- 沒有一個共振結構是真實分子的正確代表;沒有一個結構與實際分子的化學和物理性質完全相似。
- 實際的分子或離子最好用所有共振結構的混合物來表示。
共振結構如箭頭所示↔. 以下是碳酸鹽離子(CO32-)的共振結構。
X射線研究表明,實際分子處於這些共振之間。研究表明,在碳酸鹽離子中,所有的碳氧鍵都是等長的。然而,根據上述結構我們可以看到一個是雙鍵,兩個是單鍵。因此,如果這些共振結構分別發生,理想情況下離子中的鍵長應該不同。相同的鍵長表明,這些結構實際上都不存在於自然界,而是這種結構的混合體。
異構體和共振有什麼區別?•在異構體中,分子的原子排列或空間排列可能不同。但在共振結構中,這些因素不會改變。相反,它們只有電子位置的改變。•異構體是自然存在的,但共振結構在現實中並不存在。它們是假設結構,僅限於理論。 |