异构体-立体异构体-概念

好的。我们来讨论异构体。同分异构体是两种或两种以上分子式相同但分子结构不同的化合物。好的。我们来看看这些东西。这些都是C5H12。我想让你们理解这两者之间的区别。好的。如果我把这些写在黑板上，它们都。我没有写氢因为我不想占那么多空间，但它们就在那里。但如果它们不是异构体，我想确保你们理解了。 These are just written differently on the board. So this, if you compare this one to this one, this is actually just a flipped image of it. Same exact thing to the flipped image on this, on the board. This guy is just rotated and this guy is just written vertically. But these guys are all the same. These are not isomers of each other. Isomers are actually different molecules of the same molecular formula. So let's actually talk about the three main isomers that you're going to probably see.

你首先肯定会看到的是结构异构体。这是相同的化学式原子以不同的顺序成键这可能是你在课堂上最常看到的一个。Sop中有C5H12，你可以用不同的方式写C5H12。我们可以把它写成一条笔直的碳链。戊烯。我们可以把它写成碳链上有一个支链的甲基这是2个甲基丁烷。我的意思是我们有几种写法。我们可以把它写成这样的块状结构有两个甲基二甲基丙烷，实际上我们还可以画更多。你可以从结构上画出成千上万的同分异构体它们在结构上有很大的不同。所以它们有不同的化学性质和物理性质但分子式相同。

另一种异构体是立体异构体。立体异构体是指所有原子以相同的顺序结合，但在空间上的排列不同。这实际上有点难以理解和理解。有两种主要的立体异构体我想让你们知道。这是几何异构体这是双键周围基团的不同排列方式。如果你讨论的是单键碳，我们有这个，它们可以绕着单键旋转。碳可以自由转化，完全没有问题。但如果是双键，这个双键就会把它固定住。所以你不能转动和扭曲这个碳。所以上面的氢会一直在上面。 The hydrogen that's down there will always be down there because it doesn't have the freedom that single bonds do. Same with triple bonds. Triple bonds are the same way. They are locked into place.

那么如果有两个不同的同分异构体，一个有两个不同的官能团或者其他连着碳的基团，而且成键向上。我们叫它cis，它们是一样的。它们的方向相同。两个碳的双键都是向上的。所以我们叫它顺二丁烯也就是说，两个碳都是向上的。但也有可能一个在上升，另一个在下降。它叫反式二丁烯。如果它们的方向相同，我们称它们为cis它们的方向相反我们称它为trans。这就产生了巨大的不同。注意到它的熔点是-39摄氏度，不好意思。 -139 degrees celsius while this guy's melting point is -106 which is a huge difference. And so not only are their physical properties very different, their chemical properties are very different too. So these guys are what we call geometric isomers of each other. Okay.

最后一种也是最难理解的是我们所说的光学异构体。它在中心碳原子周围有四个不同的基团的不同排列。那么，假设我们有这样的结构，我们有这个碳它连着周围不同的东西，这是相同的不同，但是，它们在碳原子周围的排列方式不同。它们是一样的。但是它们不可能是完全相同的分子。我们让它看起来更清楚一些。我们的手是立体异构体，不好意思，是光学异构体，它们是一样的。他们都是拇指，小拇指，中指，食指，但他们只是彼此的形象。我们不可能把一个放在另一个上面让它们是一样的。他们只是彼此的影像。 So these are what we call optical isomers. And optical isomers are actually they have the same exact chemical properties, the same exact physical properties, it's just they might behave differently, they might react differently with different compounds or molecules that are also optical isomers of each other. So they might react differently in a reaction however the arrangement around the central, around itself is different.

那么，让我们来讨论4个，在这个练习题目中的异构体。那么我们有这个化合物我们想弄清楚这些家伙都是异构体，这个特定化合物的某种异构体。我们来比较一下这个和这个。好的。所以这个和这个结构的主要区别在于这个氟是向下的而上面这个氟是向上的。好的。所以这实际上是不同的因为它们不能自由交换，这个是我们所说的几何异构体。这个怎么样?这个实际上有，让我们看看这个碳的不同排列它是氯，氢，氟这个碳有氯，氟，氢。这是一个特殊的光学异构体因为在这里它们完全不同。 They're arranged differently. Down here, if you look at the difference between this guy and this guy. Well, flourine's down here where flourine's up here. It's completely, attached to a completely different carbon. So we're going to call this a structural isomer. So this is an example of the three different isomers compared to this particular guy. [IB] all isomers f this one.

所以三种主要的异构体，我们有光学的，几何的和结构的基本上它们都是相同的概念。它们都是相同的分子结构，但不同，在空间中形成不同。这就是异构体。