المپياد جهاني شيمي
 شیمی فضایی 2
شیمی فضایی 2زنگ تفريح شيمي
زنگ تفریح 185، تعداد ایزومرهای فضایی یک ترکیب، فرم فیشر، مخلوط راسمیک، کنفیگوراسیون، دیاسترئومر

تعداد ایزومرهای فضایی یک ترکیب:

طبق مبحث کایرالیته که در قسمت اول شیمی فضایی درباره‌ی آن صحبت کردیم، می‌توان گفت که داشتن مرکز کایرال یکی از شرایط انانتیومری در ترکیبات چهار وجهی می‌باشد. ممکن است یک ترکیب تعداد زیادی مرکز کایرال و در نتیجه تعداد زیادی ایزومر فضایی داشته باشد که عملا تصور تصویر آینه ای برای همه‌ی آن‌ها غیر ممکن خواهد بود. لذا برای یافتن تعداد ایزومر‌های فضایی برای یک ترکیب با تعداد n مرکز کایرال رابطه‌ی زیر را داریم:

            

برای حالتی که ترکیب مقارن باشد در یک حالت تصویر آینه‌ای بر خودش منطبق می‌شود (ساختار مزو) که در آن صورت رابطه‌ی بالا به n2-1 تبدیل می‌ود.

فرم فیشر:

در رسم تصویر آینه‌ای یک ترکیب از اشکال مثلثی برای نشان دادن پیوندهای داخل صفحه یا خارج صفحه استفاده می‌شود که رسم این اشکال در مواردی که ترکیب گسترده باشد سخت و حتی غیر ممکن است. برای راحتی کار ترکیب را در فرمی به نام فرم فیشر رسم میکنیم که با وجود نادقیق بودن ولی سرعت کار را افزایش می‌دهد. در این روش ترکیب چهار وجهی به صورت یک صلیب قرار میگیرد که مرکز این صلیب همان مرکز کایرال قرار دارد؛ سپس این فرم را با تصویر آینه‌ای مقایسه میکنیم و انانتیمری آن را تشخیص می‌دهیم. در صورت احتیاط این روش روش مناسبی برای تشخیص فعالیت نوری یک ترکیب است.

مخلوط راسمیک:

ترکیبی که فعال نوری یا انانتیومر میباشد یا نور را به سمت راست منحرف می‌کند که به آن راست گرد می‌گویند و یا نور را به سمت چپ منحرف می‌کند که به آن چپ گرد می‌گویند. همواره ترکیبی که راست گرد است تصویر آینه‌ای آن چپ گرد است و بالعکس. حال فرض کنید مخلوطی در اختیار داریم که در آن یک ترکیب و تصویر آینه‌ای با هم وجود دارند؛ اگر نور پلاریزه را به این مخلوط بتابانیم یکی از حالات زیر اتفاق می‌افتد:

1. نور به راست منحرف می‌شود

2. نور به چپ منحرف می‌شود

3. نور بدون انحراف از مسیر خود منتشر می‌شود

هر یک از حالات بالا بستگی به تعداد انانتیومرهای راست گرد و چپ گرد در مخلوط دارد. دقت کنید که وقتی نور پلاریزه به یک مولکول راست گرد برخورد میکند در هنگام عبور از آن به راست منحرف می‌شود؛ حال اگر این نور که به راست منحرف شده به یک مولکول چپ گرد برخورد کند به مسیر اولیه‌ی خود باز میگردد. در نتیجه اگر تعداد مولکول های راست گرد ما بیشتر باشد نور در پایان به راست منحرف می‌شود (حالت 1) و در صورتی که تعداد ترکیبات چپ گرد بیشتر باشد نور به سمت چپ منحرف میشود (حالت 2) و اگر تعداد ترکیبات راست گرد و چپ گرد با هم برابر باشند نور از مسیرش منحرف نمی‌شود (حالت 3). به مخلوط حالت سوم که در ان تعداد ترکیبات راست گرد با چپ گرد برابر است مخلوط راسمیک می‌گویند.

اگر بتوانیم که مخلوط راسمیک را جداسازی کنیم میتوانیم دو ماده‌ی ایزومر نوری داشته باشیم که به علت خواص شیمیایی و فیزیکی یکسان در ایزومرهای نوری این کار سخت و دارای روش کار مخصوص است. یکی از این روش ها کروماتوگرافی توسط ترکیب با فعالیت نوری خاص است که به عنوان فاز ساکن عمل می‌کند، انجام میشود. روش دیگر استفاده از واکنشگرهای فعال نوری میباشد.

کنفیگوراسیون:

بر اساس بحث قبلی ترکیبات انانتیومر نور را یا به سمت راست و یا به سمت چپ منحرف می‌کنند. در سال های پیشین برای نشان دادن راست گرد بودن و یا چپ گرد بورن یک ترکیب از علامت مثبت و منفی استفاده می‌شد. مشکلی که این روش داشت این بود که نمی‌توانستیم مشخص کنیم که که علامت منفی یا مثبت مربوط به چه آرایشی است که سبب ایجاد چنین ایزمری شده است. آرایش اتم‌ها که ایزومر فضایی ویژه‌ای را مشخص می‌کند، کنفیگوراسیون نام دارد. دو نوع کنفیگوراسیون داریم که R (برای ایزومرهای راست گرد) و S (برای ایزومرهای چپ گرد) نام دارند.

تشخیس کنفیگوراسیون یک ایزومر نوری اولین بار در سال 1951 توسط جی.ام.بیژوت(  J. M. Bijvoet) مدیر برجسته‌ی آزمایشگاه وانت هوف در دانشگاه اوترخت با استفاده از نوع ویژه ای از تجزیه با اشعه‌ی x صورت گرفت. ایزومر مذکور نمک (+)- تارتاریک اسید بود، همان اسیدی که حدود 100 سال پیش پاستور را به کشف ایزومر نوری هدایت کرد.

تشخیص کنفیگوراسیون اکنون توسط فرم فیشر و با توجه به عدد اتمی گروه های متصل به مرکز کایرال قابل تشخیص است. در این روش کچکتری اتم (یا اتم با کوچکترین عدد اتمی) را که معمولا هیدروژن می باشد را در پشت صفحه فرض کرده و عملا آن را حذف می کنیم و سپس سه گروه باقی مانده را بر اساس عدد اتمی از بالا به پایین مشخص میکنیم و از بالا ترین عدد اتمی به کوچکترین عدد اتمی شروع به گردش می‌کنیم؛ اگر حرکت ما در جهت عقربه‌های ساعت بود ترکیب R و اگر در خلاف جهت عقربه‌های ساعت بود S می‌باشد.

دیاسترئومر:

ترکیب 1 که در شکل زیر نمایش داده شده را در نظر بگیرید. این ترکیب دارای 2 مرکز کایرال می‌باشد. ترکیب 1 یک ترکیب cis است که بر تصویر آینه‌ای خود (ترکیب 2) نیز منطبق نبوده و در نتیجه انانتیومر می‌باشد. حال ترکیب 3 که ساختار trans از ترکیب 1 می‌باشد را در نظر بگیرید، این ترکیب نیز بر تصوی آینه‌ای خود (ترکیب 4) منطبق نبوده و انانتیومر است. حال با مقایسه‌ی ترکیب 3 با ترکیب 1 و 2 متوجه می‌شویم ترکیب 3 با وجود اینکه ایزومری از ترکیبات 1 و 2 می‌باشد ولی تصویر آینه‌ای هیچکدام نمی‌باشد. به چنین ترکیباتی دیاسترئومر می‌گویند.

 

دیاستترئومرها ترکیباتی با فرمول بسته و ساختار یکسان می‌باشند که چیدمان فضایی متفاوت دارندد و تصوبر آینه‌ای هم نمی‌باشند. دیاسترئومرها دارای خواص شیمیایی یکسان و خواص فیزیکی متفاوت می‌باشند و می‌نوانند خواص نورانی یکسان داشته باشند یا نداشته باشند. یه دلیل تفاوت خصلت فیزیکی آن‌ها مانند نقطه‌ی جوش و ذوب دیاسترئومرها از طریق برخی روش‌های جداسازی قابل جداسازی هستند که نسبت به انانتیومرها یک مزیت محسوب می‌شود.

1390/4/11لينک مستقيم

فرستنده :
احسان HyperLink HyperLink 1391/9/15
مـتـن : n^2 نه ! 2 به توان n
پاسـخ : دوست من n^2 همان n به توان 2 هست.

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 المپياد شيمي

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد شيمي
 پيوندها
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  3348
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  3348