Ισομερισμός διαλυτωμάτων

Η ισομέρεια διαλυμάτων, γνωστή και ως ένυδρη ισομέρεια, αναφέρεται σε ισομερή που έχουν την ίδια σύνθεση αλλά διαφέρουν ως προς το αν ένα μόριο διαλύτη συνδέεται άμεσα με το μεταλλικό ιόν ή υπάρχει μόνο σε μόρια ελεύθερου διαλύτη στον κρύσταλλο. Αυτή είναι μια ελαφρώς μοναδική περίπτωση της παραπάνω ανταλλαγής προσδέματος χρησιμοποιώντας μόρια ουδέτερων διαλυτωμάτων. Χρησιμοποιώντας τη θεωρία συντονισμού του Alfred Werner, φαίνεται ότι πολλά μόρια νερού συνδέονται άμεσα με το ιόν του χρωμίου του πυρήνα (μέσω ομοιοπολικών δεσμών συντεταγμένων). Στην πραγματικότητα, υπάρχουν πολλές ενώσεις που χρησιμοποιούν αγκύλες για να αναπαραστήσουν περίπλοκους δεσμούς και κουκκίδες για να αναπαραστήσουν «μόρια νερού που δεν είναι συνδεδεμένα με το μέταλλο του πυρήνα αλλά αποτελούν μέρος του πλέγματος».

Ισομέρεια

Η παρουσία μορίων με τον ίδιο αριθμό ατόμων του ίδιου τύπου (και κατά συνέπεια του ίδιου τύπου) αλλά οι διαφορετικές χημικές και φυσικές ιδιότητες αναφέρονται ως ισομερισμός. Ο χρόνος και η ενέργεια είναι επίσης παράγοντες στην ισομέρεια. Τα μόρια είναι κινητές οντότητες που αλλάζουν σχήμα με μια ποικιλία περιστροφικών κινήσεων, όλες οι οποίες χρειάζονται ενέργεια. Ως αποτέλεσμα, ορισμένα μόρια μπορεί να είναι πανομοιότυπα σε ένα χρονοδιάγραμμα ή κάτω από ένα σύνολο ενεργειακών συνθηκών, αλλά διαφορετικά ή ισομερή σε ένα άλλο.

• Τα συνταγματικά ισομερή όπως το ν-βουτάνιο και το ισοβουτάνιο είναι μόρια με διαφορετικές συνδέσεις.
• Η σύνδεση είναι ίδια στα στερεοϊσομερή, αλλά τα κομμάτια έχουν διαφορετικό προσανατολισμό στο διάστημα.
• Στη χημεία, ένα δομικό ισομερές (επίσης γνωστό ως συνταγματικό ισομερές στην ορολογία IUPAC) είναι μια ένωση με τον ίδιο αριθμό ατόμων κάθε στοιχείου αλλά εννοιολογικά ξεχωριστούς δεσμούς ανάμεσά τους.

Τα στερεοϊσομερή περιέχουν τον ίδιο τύπο και χημικούς δεσμούς μεταξύ τους, αλλά η χωρική τους διάταξη είναι διαφορετική. Τα στερεοϊσομερή είναι δύο τύπων: 

• Γεωμετρικά ισομερή:Υπάρχουν δύο τύποι γεωμετρικών ισομερών:cis και trans ισομερή. Αυτός ο ισομερισμός είναι κοινός σε σύμπλοκα με αριθμό συντεταγμένων 4 και 6.  Ο γεωμετρικός ισομερισμός δεν υπάρχουν σε τετραεδρικά σύμπλοκα. Ένα από τα παραδείγματα γεωμετρικών ισομερών είναι το στιλβένιο (C14H12) που έχει 2 ισομερή -> cis και trans.
• Οπτικά ισομερή:Τα χειρόμορφα σύμπλοκα είναι αυτά που έχουν χειρόμορφες δομές. Τα χειρόμορφα σύμπλοκα εμφανίζουν οπτικά ισομερή. Όταν οι κατοπτρικές εικόνες δεν μπορούν να τοποθετηθούν το ένα πάνω στο άλλο, εμφανίζεται αυτό το πρόβλημα. Τα εναντιομερή είναι κατοπτρικές εικόνες το ένα του άλλου. Οι δύο τύποι είναι γνωστοί ως dextro (d) και laevo (l). Ο οπτικός ισομερισμός μπορεί να φανεί σε τετραεδρικά σύμπλοκα με τον τύπο [Μ(ΑΒ)2] και οκταεδρικά σύμπλοκα (μορφή cis).

Επεξήγηση

Το χλωριούχο χρώμιο "CrCl3.6H2O", το οποίο μπορεί να περιλαμβάνει 4, 5, (ή) 6 συντονισμένα μόρια νερού, είναι ένα από τα πιο γνωστά παραδείγματα ισομέρειας ένυδρου ή ισομερισμού τύπου Solvate Isomerism.

• [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O – Φωτεινό πράσινο

Διένυδρο χλωριούχο τετραακουαδιχλωρόχρωμο(III)

• [Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O – γκρι-πράσινο

Μονοένυδρο χλωριούχο πενταακουαχλωροχρωμίου(III)

• [Cr(H2O)6]Cl3 – Violet

Χλωριούχο εξαακοχρώμιο(III)

Αυτές Τα ισομερή έχουν πολύ διακριτά χημικά χαρακτηριστικά και όταν ελέγχονται για ιόντα Cl- με χρήση ιόντων AgNO3, 1,2 και 3 Cl- θα βρεθούν σε διάλυμα, αναλόγως. Διακρίνονται από το γεγονός ότι το ένα ιόν συνδέεται άμεσα με το βασικό μέταλλο ενώ το άλλο όχι. Όταν μια συντονιστική ομάδα αντικαθίσταται από ένα μόριο διαλύτη, εμφανίζεται μια συγκρίσιμη ισομέρεια (Ισομέρεια Διαλυμάτων).

Νερό κρυστάλλωσης

Πολλές χημικές ουσίες απορροφούν μόρια νερού στα κρυσταλλικά τους πλαίσια μετά την κρυστάλλωση από το νερό. Το νερό που περιέχεται στο κρυσταλλικό πλαίσιο ενός μεταλλικού συμπλόκου ή ενός άλατος που δεν συνδέεται άμεσα με το μεταλλικό κατιόν αναφέρεται ως «νερά κρυστάλλωσης». Ολόκληρο το βάρος του νερού σε μια ουσία σε μια ορισμένη θερμοκρασία είναι γνωστό ως νερό κρυστάλλωσης και συνήθως υπάρχει σε μια καθορισμένη (στοιχειομετρική) αναλογία. Ένας ένυδρος είναι μια χημική ουσία με συνδεδεμένο νερό κρυστάλλωσης. Λόγω της παρουσίας δεσμών υδρογόνου που καθορίζουν τις πολυμερικές δομές, η δομή των ένυδρων μπορεί να είναι εξαιρετικά πολύπλοκη. Σκεφτείτε το σύμπλοκο aquo NiCl2 .6H2O, το οποίο αποτελείται από διαχωρισμένα trans-[NiCl2(H2O)4] μόρια που συνδέονται μόνο ασθενώς με κοντινά μόρια νερού. Μόνο τέσσερα από τα έξι μόρια νερού του τύπου είναι συνδεδεμένα με το κατιόν νικελίου (II), με τα υπόλοιπα δύο να γίνονται ύδατα κρυστάλλωσης όταν αναπτύσσεται η κρυσταλλική δομή.

Επειδή είναι μικροσκοπικό και πολικό, το νερό είναι ένας ιδιαίτερα κοινός διαλύτης στους κρυστάλλους. Το νερό είναι αξιοσημείωτο επειδή είναι αντιδραστικό, αν και άλλοι διαλύτες όπως το βενζόλιο πιστεύεται ότι είναι χημικά αβλαβείς.

Συμπέρασμα

«Ισομέρεια ενυδάτωσης» είναι το όνομα που δίνεται στην ισομέρεια στην οποία το νερό χρησιμοποιείται ως διαλύτης. Ο ισομερισμός ιονισμού είναι παρόμοια έννοια. Έχει ποικίλη ποσότητα μορίων νερού μέσα και έξω από τη σφαίρα συντονισμού. Το ισομερές διαλύτωμα [Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O (γκρι-πράσινο) και το υδάτινο σύμπλεγμα [Cr(H2O)6]Cl3 (ιώδες). είναι δύο περιπτώσεις. Χρησιμοποιώντας τη θεωρία συντονισμού του Alfred Werner, φαίνεται ότι πολλά μόρια νερού συνδέονται άμεσα με το ιόν του χρωμίου του πυρήνα (μέσω ομοιοπολικών δεσμών συντεταγμένων).