콘텐츠
이성질체는 동일한 공식으로 구성되지만 구조 또는 공간 배열이 다릅니다. 그들은 자연에서 발생하지만 경제적으로 중요한 유기 분자가 다양하기 때문에 유기 화학 (탄소 화합물 연구)에 특별한 관심을 불러 일으 킵니다. 과학자들은 알칸이라고 불리는 유기 직쇄 분자의 이성질체 수를 수학적으로 유도하려고 시도했지만 이성질체의 수와 탄소의 양 사이에 단순한 관계를 발견하지 못했습니다. 그러나 알칸 구조를 작업하기 쉬운 조각으로 분해하는 컴퓨터 프로그램은 좋은 결과를 얻습니다.
이성질체의 유형
두 가지 유형의 이성질체는 구조적 및 광학적입니다. 구조적 이성질체는 작용기라고하는 원자 배열 또는 원자의 작은 클러스터를 가지고 있습니다. 이러한 이성질체는 분자의 파급 효과와 작용기가 배열되는 방식의 차이로 인해 발생합니다. 광학 이성질체 또는 입체 이성질체는 구조적으로 동일하지만 원자와 작용기의 공간적 기하학적 위치가 다릅니다. 광학 이성질체의 예로는 거울 이미지와 반대 방향으로 회전하는 분자가 있습니다.
알칸을 만나다
알칸은 탄소 (C)와 수소 (H) 원자의 사슬로, n 개의 탄소 원자마다 2n + 2 개의 수소가있는 방식으로 배열됩니다. 그들은 주로 천연 가스와 원유에서 유래합니다. 알칸의 탄소는 각 탄소가 C-C 또는 C-H 결합에 의해 4 개의 다른 원자와 연결되는 사슬을 형성합니다. 선형 또는 비 환식 알칸은 고리를 형성하지 않습니다. 가장 간단한 알칸은 메탄, CH4입니다. 4 개 이상의 탄소 원자를 가진 것들은 구조 이성질체를 형성 할 수 있고, 7 개 이상의 탄소를 가진 것들은 또한 광학 이성질체를 형성 할 수 있습니다. 일부 이성질체는 "입체적으로 불리하다". 즉, 안정을 유지하기 위해 많은 에너지가 필요하기 때문에 형성 될 가능성이 낮습니다.
이성질체 계수
캠브리지 대학의 Robert Paton과 Jonathan Goodman은 모든 비 환식 알칸의 구조 및 광학 이성질체 수를 계산하는 IsoCount라는 무료 응용 프로그램을 제공합니다. 알칸에있는 탄소의 수를 입력하기 만하면 프로그램이 구조 및 광학 이성질체의 수를 찾아서 얼마나 많은 것이 입체적으로 불리한지를 말합니다. 이 프로그램은 이성질체의 양을 도출하기 위해 알칸의 일부를 대화식으로 검사하는 알고리즘을 사용합니다. 예를 들어 7을 입력하면 프로그램은 C7H16 알칸에 9 개의 구조 이성질체와 2 개의 광학 이성질체가 있다고보고합니다.
불안정한 알칸
탄소가 16 개와 17 개인 알칸은 안정한 화합물이 아니며 실온에서 빠르게 해리됩니다. C17은 존재하지 않으며 C16은 매우 낮은 온도에서만 빠르게 형성 될 수 있습니다. 일부 상위 사슬 알칸도 불안정합니다. IsoCount 프로그램은 결과를보고 할 때 탄소 조각이 불안정하다고 간주합니다. 이성질체의 수는 탄소의 수에 따라 빠르게 증가합니다. IsoCount 저자는 167 개의 탄소 알칸 이성질체가 우주의 입자 수보다 많을 것이라고 추정합니다.