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이성질체는 동일한 공식이지만 구조 나 공간 배열이 다르다. 그들은 자연에서 발생하지만 경제적으로 중요한 유기 분자의 다양성 때문에 유기 화학에 대한 특별한 관심을 불러 일으 킵니다 - 탄소 화합물 연구. 과학자들은 알칸 (alkanes)이라고 불리는 유기 직쇄 분자의 이성질체의 수를 수학적으로 도출하려고 시도했지만 이성질체의 수와 탄소의 양 사이에 단순한 관계는 발견하지 못했다. 그러나 알칸 구조를 파편으로 분해하는 계산 프로그램은 좋은 결과를 얻기 쉽습니다.
이성체의 유형
이성체의 두 가지 유형은 구조적이며 광학적입니다. 구조 이성질체는 원자의 상이한 배치 또는 원자의 작은 클러스터를 가지며, 이는 작용기라고 불린다. 이 이성질체는 분자의 파급 효과의 차이와 관능 그룹이 배열되는 방식에서 비롯됩니다. 광학 이성질체 또는 입체 이성질체는 구조적으로 동일 하나 원자 및 작용기의 공간적 기하학적 위치가 상이하다. 광학 이성질체의 예는 거울상 및 반대 방향으로 회전하는 분자를 포함한다.
알칸을 만나라.
알칸은 탄소 원자 (C)와 수소 (H)의 사슬로서 각 n 개의 탄소 원자마다 2n + 2 개의 수소가 존재하도록 배열되어 있습니다. 그들은 주로 천연 가스와 원유에서 유래합니다. 알칸의 탄소는 각 탄소가 C-C 또는 C-H 결합에 의해 4 개의 다른 원자에 결합하는 사슬을 형성한다. 선형 또는 비 환식 알칸은 고리를 형성하지 않는다. 가장 간단한 알칸은 메탄 CH4입니다. 4 이상의 탄소 원자를 갖는 것은 구조 이성체를 형성 할 수 있고, 7 이상의 탄소를 갖는 것은 광학 이성체를 형성 할 수있다. 일부 이성체는 입체적으로 바람직하지 못하다. 이는 안정을 유지하기 위해 많은 에너지가 필요하기 때문에 형성이 쉽지 않다는 것을 의미한다.
이성질체 계산
캠브리지 대학교의 Robert Paton과 Jonathan Goodman은 IsoCount 라 불리는 무료 응용 프로그램을 제공합니다. IsoCount는 비 고리 알칸의 구조 및 광학 이성질체의 수를 계산합니다. 알칸 탄소의 수를 입력하기 만하면 입체적으로 불리한 물질의 수를 나타내는 구조 및 광학 이성질체의 수를 알 수 있습니다. 이 프로그램은 이성질체의 양을 도출하기 위해 알칸 부분을 대화식으로 조사하는 알고리즘을 사용합니다. 예를 들어, 7을 입력하면 프로그램은 C7H16 알칸이 9 개의 구조적 이성질체와 2 개의 광학 이성질체를 가지고 있다고보고합니다.
불안정한 알칸
탄소수가 16 및 17 인 알칸은 안정한 화합물이 아니며 실온에서 빠르게 해리됩니다. C17은 존재하지 않으며 C16은 매우 낮은 온도에서만 빠르게 형성 될 수 있습니다. 큰 사슬의 일부 알칸은 또한 불안정합니다. IsoCount 프로그램은 결과를보고 할 때 탄소 조각이 불안정하다고 간주합니다. 이성질체 수는 탄소의 수에 따라 빠르게 증가한다. IsoCount의 저자는 167 탄소 알칸의 이성체가 우주의 입자 수를 능가한다고 추정했다.