Isomeria: differenze tra le versioni

[[File:Jacobus van 't Hoff by Perscheid 1904.jpg|miniatura|'''[[Jacobus Henricus van 't Hoff|Jacobus Henricus Van't Hoff]] (1852-1911).''']]

Colui a cui viene attribuita la nascita della stereoisomeria è [[Jacobus Henricus van 't Hoff|Jacobus Henricus Van't Hoff]] (nato nel 1852 nei [[Paesi Bassi]] e morto nel 1911 in [[Germania]]), attraverso la pubblicazione del suo saggio "Una proposta sull'estensione nello spazio delle formule di struttura attualmente usate in chimica". E un appunto sulla relazione tra l'attività ottica e la costituzione chimica dei composti organici.". Attraverso le sue ricerche è stato possibile determinare alcune regole che, ad oggi, sono ancora significative per la materia; una di queste è sicuramente la "regola di Van't Hoff", la quale permette di calcolare in maniera immediata il numero di enantiomeri possibili che un [[composto organico]] può presentare, con la formula: 2ⁿ, dove "n" corrisponde al numero di carboni chirali.

Gli isomeri costituzionali sono isomeri in cui gli atomi si legano fra di loro in modo differente. Si riscontra una diversa successione di atomi o di più atomi associati fra loro nella molecola. L’L{{'}}''isomeria costituzionale''' o strutturale, si divide a sua volta in:

Gli stereoisomeri, invece''',''' possono essere:

'''Isomeri''' geometrici, o cis-trans, nelle molecole in cui due carboni legati da un legame doppio sono entrambi legati a due gruppi differenti o, più in genere, in molecole la cui struttura impedisce una libera rotazione attorno a uno o più legami; le loro proprietà fisiche sono diverse, la loro reattività chimica è generalmente simile, ma vi sono notevoli eccezioni legate proprio a particolari configurazioni geometriche; conformazionali, è il caso in cui i possibili isomeri (in questo caso si possono chiamare anche conformeri o rotameri) sono frutto della rotazione di un legame semplice, o singolo (C-C) e delle possibili conformazioni di una molecola (come ad esempio nel caso in cui i sostituenti di un atomo o una catena di atomi si orienti ad elica e anche nelle conformazioni dei cicloalcani) producono molecole con ugual formula bruta, ugual connettività ma non sovrapponibili e la loro [[energia]] è differente'''.''' I conformeri non sono dei veri e propri isomeri, in quanto la barriera energetica tra le varie orientazioni è molto piccola e, a temperatura ambiente, l'una si trasforma nell'altra, pur avendo ciascuna una maggiore o minore probabilità a seconda della stabilità.Tuttavia questo [[livello energetico]], più è alto, più rende la disposizione di tale molecola meno stabile si tratta del caso della confromazione eclissata, in cui le nubi elettroniche dei legami sono più vicine; al contrario, la conformazione sfalsata è maggiormente stabile e viene raffigurata con la [[Proiezioneproiezione di Newman|proiezione di Newmann]]. Un ulteriore caso di differenza energetica, seppur minima, si ha nel caso delle cosiddette forme anti e gauche. Tra le conformazioni che si possono riscontrare nei cicloalcani, un fattore determinante nella stabilità dele molecole in una determinata posizione spaziale è fornita da un ingombro sterico minimizzato.

La forma a sedia rappresenta la conformazione più stabile, siccome c’èc'è una disposizione sfalsata dei legami è assente la tensione torsionale.

Tra le tre la conformazione meno stabile è la forma a barca, infatti in essa è presente una tensione torsionale elevata (ΔE_p = 6.5 kcal/mol) dovuta a una disposizione ecclissata dei vari legami. La forma a twist invece è intermedia (ΔE_p = 5.5 kcal/mol), ma risulta più vicina alla conformazione alla barca che quella alla sedia per il valore di energia potenziale.

Gli isomeri geometrici vengono comunemente classificati con due diversi tipi di nomenclatura: cis e trans o Z e E,''' dove Z corrisponde al termine tedesco “Zusammen” , e invece la lettera E corrisponde al termine “Entgegen”.''' Nella prima l'isomero cis è quello che ha due gruppi uguali dalla stessa parte di un doppio legame o di un ciclo, il trans li ha da parti opposte.[3] Nel secondo tipo di nomenclatura, l'isomero Z è quello con i gruppi a priorità maggiore dalla stessa parte (la priorità viene stabilita in base alle regole di priorità usate per la nomenclatura dei composti chirali) mentre l'isomero E li ha da parti opposte. A volte può succedere che le configurazioni cis e Z si equivalgano, come del resto trans e E.

1.# ogniOgni gruppo che si lega al centro chirale ha una priorità assegnatagli in base al proprio numero atomico e paragonato a quello degli altri leganti, espressa con lettere o numeri.

2.# nelNel momento in cui sono presenti due numeri atomici uguali essi non si considerano prioritari, bensì vengono considerati tali i successivi.

3.# L’atomoL'atomo che possiede il numero atomico maggiore ha la priorità su tutti gli altri.

4.# I [[Doppio legame|I legami doppi]] o [[Triplo legame|tripli]] vengono considerati come legami semplici.

Spesso possiamo trovare che gli stereoisomeri vengono chiamati isomeri ottici. Nella nomenclatura tradizionale venivano contrassegnati con i segni (+) e (–) e chiamati destrogiro o levogiro. Il motivo per cui gli stereoisomeri venivano designati in questo modo è legato al comportamento diverso che hanno quando colpiti dalla luce polarizzata, mentre le proprietà fisiche e chimiche sono identiche nei due isomeri. Un fascio di luce polarizzato deriva da una sorgente di luce monocromatica, pensiamo per esempio a un fascio generato da vapori di sodio metallico con lunghezza d’ondad'onda (λ) di 589 nm. Una volta generato, questo fascio passa attraverso un prisma che ha una particolare composizione chimica, chiamato polarizzatore. Il polarizzatore riesce a selezionare un unico piano di vibrazione della luce emessa dalla sorgente (che vibra in infiniti piani). Immaginiamo che questo fascio di luce attraversa un contenitore di quarzo, chiamato anche tubo portacampione, che contiene solvente puro e successivamente passa in un prisma, chiamato anche analizzatore. L’intensitàL'intensità di questo fascio di luce è massima quando gli assi dei due prismi risultano paralleli. Quando il contenitore del solvente è riempito con una soluzione contenente uno dei due isomeri ottici, il fascio di luce polarizzata è deviato verso destra e verso sinistra con un certo angolo α, chiamato potere rotatorio.