İçerik
İzomerler, formülde aynı olan fakat yapı veya uzamsal düzenlemede farklı olan bileşiklerdir. Bunlar, doğada meydana gelirler, ancak çok çeşitli ekonomik açıdan önemli organik moleküller nedeniyle organik kimyaya - karbon bileşimlerinin incelenmesi - özellikle ilgi duyarlar. Bilim adamları, alkan denilen düz zincirli organik moleküllerin izomerlerinin sayısını matematiksel olarak elde etmeye çalıştılar, ancak izomer sayımı ve karbon içeriği arasında basit bir ilişki bulmadıklarını keşfettiler. Ancak, alkan yapılarını yönetilebilir parçalara ayıran bilgisayar programları iyi sonuçlar verir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Alkanların izomerlerinin sayısını hesaplamak matematiksel olarak imkansızdır, ancak bilgisayar programları bunu çözmek için bir algoritma kullanır.
İzomer Çeşitleri
İki tip izomer yapısal ve optiktir. Yapısal izomerler, fonksiyonel gruplar adı verilen farklı atom düzenlemelerine veya küçük atom kümelerine sahiptir. Bu izomerler, moleküler dallardaki fonksiyonel grupların dal düzenindeki farklılıklardan kaynaklanmaktadır. Optik izomerler veya stereoizomerler yapısal olarak aynıdır, ancak atomlarının ve fonksiyonel gruplarının geometrik konumları farklıdır. Optik izomerlerin örnekleri arasında ayna görüntüleri ve zıt yönlerde bükülen moleküller bulunur.
Alkanlar ile tanışın
Alkanlar, karbon (C) ve hidrojen (H) atomlarının zincirleridir. Her n karbon atomu için (2n + 2) hidrojen atomu vardır. Alkanlar temel olarak doğal gaz ve ham yağdan kaynaklanır. Alkanlardaki karbon, C-C veya C-H bağları vasıtasıyla karbonu diğer dört atoma bağlayan zincirler oluşturur. Düz (asiklik) alkanlar halka yapıları oluşturmazlar. En basit alkan metandır (CH4). Dört veya daha fazla karbon atomlu alkanlar yapısal izomerler ve yedi veya daha fazla karbonlu olanlar da optik izomerler oluşturabilir. Bazı izomerler "sterik olarak elverişsizdir", yani formda kalma olasılıkları düşüktür, çünkü kararlı kalmak için ekstra enerji gerektirirler.
İzomerleri Sayma
Cambridge Üniversitesi'ndeki Robert Paton ve Jonathan Goodman, herhangi bir asiklik alkan için yapısal ve optik izomer sayısını hesaplayan IsoCount adlı ücretsiz bir uygulama sunuyor.Alkandaki karbon sayısını girmeniz yeterlidir ve program yapısal olarak ve optik izomer sayımını şekillendirerek, kaç tane sterik açıdan elverişli olmadığına dikkat çeker. Program izomer sayısını elde etmek için alkanın bir kısmını yinelemeli olarak inceleyen bir algoritma kullanır. Örneğin, yedi girerseniz, program C7H16 alkanın dokuz yapısal izomere ve iki optik olana sahip olduğunu bildirir.
Kararsız Alkanlar
16 veya 17 karbonlu alkanlar stabil bileşikler değildir ve oda sıcaklığında hızla ayrışırlar. C17 hiç mevcut değildir ve C16 çok düşük sıcaklıklarda sadece kısa bir süre için oluşabilir. Bazı uzun zincirli alkanlar da kararsızdır. IsoCount programı, sonuçlarını rapor ederken dengesiz karbon parçalarını hesaba katar. Alkanlardaki karbon sayısı arttıkça izomer sayısı hızla artar. IsoCount yazarları, 167 karbonlu bir alkanın izomerlerinin, evrendeki tüm parçacıkların sayıca çok olduğunu tahmin ediyor.