Что (кто) такое Изомерия - определение

Изомерия (хим.). - В 1824 г. Либихом и Гей-Люссаком был установленсостав гремуче-кислого серебра, причем, на основании полученных данных,они признали безводную гремучую кислоту за соединение циана с кислородомC4N2O2 (C=6, 0=8, N=14). В том же году Веллер более точными анализамисолей циановой кислоты, открытой им в 1822 г., показал, что и безводнаяциановая кислота, по элементарному составу, представляет соединениециана с кислородом, C2NO (С=6, О=8, N=14). Таким образом, впервые былиполучены вещества одного и того же элементарного и процентного состава,но различных свойств (соли гремучей кислоты взрывают с большой энергиейот легкого толчка, между тем как соли циановой кислоты совершенно лишеныэтой способности). Хотя Гей-Люссак, реферируя в "Annales de chimie et dephisique" (27, {2}, 200) работу Веллера, и указал на возможностьобъяснения этого явления допущением различного способа соединения междуэлементами, образующими гремучую и циановую кислоты, тем не менее оно настолько противоречило существовавшему в то время в химии положению, чтосвойства тел обусловливаются их элементарным и процентным составом, чтоБерцелиус, не колеблясь (в появившемся тогда новом издании своего"Traite de Chimie"), объявил, что в данные Гей-Люссака и Либиха илиВеллера вкрались ошибки; понадобились новые анализы, произведенныеЛибихом в 1826 г., чтобы доказать тожество состава гремучих и циановыхсолей. К 1826 г., впрочем, было уже известно другое, вполне аналогичноеявление. Фарадей в 1825 г., исследуя жидкость, скопившуюся в цилиндрах,в которых сохранялся сдавленный светильный газ, нашел в ней, вместе сбензолом, вещество С4Н8, одинакового состава с этиленом С2Н4 нообладавшее удвоенною сравнительно с последним плотностью пара. Затем, в1828 г., Веллеру удалось наблюсти, что циaновокислый аммоний CNO.NH4(С=12, 0=16, N=14, Н=1) нацело превращается в водных растворах вмочевину CO(NH2)2, и, наконец, в 1830 г. Берцелиус, исследуя винограднуюкислоту, нашел, что как сама свободная кислота, так и ее свинцовая сольобладают одинаковым процентным составом с винной кислотой и виннокислымсвинцом, между тем как свойства и свободных кислот и их солей довольносильно различаются между собою. Этими наблюдениями окончательно былаустановлена возможность существования различных по свойствам, нотожественных по элементарному и процентному составу, химическихсоединений, и в отчете по химии, представленном шведской академии наук в1831 г., Берцелиус замечает по этому поводу, что "так как необходимо длякаждого известного представления обладать определенным выражением,выбранным по возможности рационально, то я предлагаю называть телаодного состава, по различных свойств, изомерными (от греческого словаisomerhV - составленный из равных частей)". Уже в следующем году он даетболее ограниченное определение нового понятия. "Чтобы не смешать,однако, друг с другом явления не вполне однородные", говорит он,"необходимо точно установить значение слова - И. Я считаю изомерными тетела, который образованы из одинаковых атомов, соединенных в одинаковыхотносительных и абсолютных количествах, которые обладают одинаковымвесом атома. С этим случаем нельзя смешивать того, когда в двух телахсодержатся одинаковые относительные количества элементарных тел, приразном абсолютном содержании этих последних. Так, напр., относительноечисло атомов углерода и водорода в маслородном газе (этилене) и в винноммасле (бутилене) тожественно, но в одном из них содержится только одинатом углерода, 2 атома водорода СН2, между тем как в винном масленаходятся 4 атома углерода и 8 атомов водорода C4H8. Для отличияподобных случаев одинаковости состава при различии в других свойствах, япредложил бы называть их полимерными (от греч. polluV - множественный иmeroV - часть)... Но существуют и другие отношения, при которых тела,по-видимому изомерные в строгом смысле этого слова, т. е. содержащиеодинаковые элементы и абсолютно тожественные количества атомов, на самомделе не являются таковыми. Подобные случаи наблюдаются для тел,образованных соединением двух атомов первого порядка..., напр. SnO.SO3 -сернокислая закись олова, и SnО2.SO2 - основная сернисто-кислая сольокиси олова, содержат одинаковые абсолютные и относительные количестваатомов одних и тех же элементов, имеют одну и ту же частицу, а между темих нельзя считать за одно вещество. В таких телах с течением времени,или с изменением темпер., происходит обыкновенно перемещение ихсоставных частей, иногда сопровождаемое повышением темпер., вследствиечего образуются новые соединения. Чтобы резко отличить эти случаи отявлении И., можно подобные тела назвать метамерными (употребляя предлогmeta с тем же значением, которое он имеет в слове метаморфоза)". С техпор, с развитием органической химии, фактические сведения о телах,обладающих различными свойствами при тожественном составе, чрезвычайновозросли (так, напр., в 1884 г. В. Мейер насчитал 55 различныхсоединений, отвечающих общей формуле C9H10O3, а в течение 10 лет эточисло значительно увеличилось), но нельзя сказать, чтобы понятия,введенные в химию Берцелиусом, выиграли в ясности и определенности.Впрочем, надо заметить, что и те примеры, на основании которых былиустановлены эти понятия, оказались неудачно выбранными; теперь мы знаем,что виноградная кислота обладает удвоенною частицею сравнительно собыкновенною винною кислотою, но что кроме того ее нельзя рассматриватькак полимерную винную кислоту потому, что она образована соединениемоптически противоположных, правой и левой винных кислот. циановаякислота и гремучая кислота обладают тоже различною величиною частиц, приразличном строении, а циановокислый аммоний и мочевина представляют теларазличных функций и, по современным структурным представлениям, содержатразличные группы атомов (различные остатки), а именно строение 1-говыражается формулой N : C - O. NH4, а второй - формулой NH2. CO. NH2.Изомерными теперь называют вообще все тела одного и того же процентногосостава и одной и той же частичной формулы и отличают: 1) изомерысобственно, когда при одной и той же частичной формуле вещества обладаютоднородной химической функцией; 2) изомеры случайные, когда при одной итой же частичной формуле они обладают различной химической функцией, и3) метамеры - вещества, обладающие одной и той же частичной формулой,одной и той же химической функцией, но (как выражаются иногда) нецельнойчастицей. Вещества, обладающие при одинаковом процентном составеразличными частичными формулами, т. е. полимерные между собою, непричисляются более к изомерам. Такое деление, однако, далеко необщепринятое. Очень часто, напр., спирты и эфиры одной с ними частичнойформулы назыв. метамерными соединениями (Бернтсен); в руководствеБейльштейна "Handbuch der Org. Chemie" (3-te Aufl. S. 5): изомерами, втесном смысле этого слова, согласно определению Бутлерова и Клауса,сочтены только соединения, в которых углеродные атомы связаны одинаково,а другие элементы сгруппированы различным образом, каковы: CH3. CH2.CH2(OH) - пропиловый спирт и СН3. СН(ОН). СН3 - изопропиловый спирт;метамерными же названы соединения, в которых углеродные атомы связаныразличным образом, а тожественно сгруппированы остальные, соединенные суглеродом элементы, и как примеры приведены СH3. CH2. CH2. CH2(OH) -нормальный бутиловый и (СН3)2: СН. CH2(OH) - изобутиловый спирты;наконец, изометамерными названы изомеры, в которых и углеродные атомы, иатомы остальных элементов связаны различным образом, как, напр., внормальном бутиловом спирте - СН3. СН2. СН2. СН2(ОН) и втриметилкарбиноле - (СН3)3 : С(ОН). Неудобство такого определениясовершенно ясно; приняв его, мы должны признать, что междууглеводородами возможны только случаи метамерии и изометамерии, а этосовершенно несогласно с установившимся обычаем. Можно было бы привестиеще несколько аналогичных примеров не менее произвольных определений (иоснованных на них классификаций); достаточно, однако, и перечисленных,чтобы видеть, что значения, приобретенные словами: И. и метамерия,значительно уклонились от того смысла, который им придавал Берцелиус икоторый они должны иметь по самому словопроизводству. Строго говоря,раз, по современным воззрениям, мы допускаем возможность знать ближайшеераспределение элементов в. частицах данного вещества - его "структуру", то изомерами, в органической химии, по крайнеймере, можно называть только те тела, структурные формулы которыхсодержат одни и те же группы атомов, т. е. тожественные остатки: СН3,СН?2, CН?ў, СО?, (СОН)ў, (СООН)ў, (ОН)ў, О. и т. д.; метамерными же, всмысле Берцелиуса, можно называть только тела, способные к превращениюдруг в друга с сохранением одной и той же величины частицы. При такомопределении, изомерами из числа бутиловых спиртов, напр., являлись бытолько (CH3)2:CH. CH2 (OH) - изобутиловый спирт, и CH3. CH2. CH(OH). CH3- псевдобутиловый (вторично-бутиловый) спирт, метамерами же, еслиограничиться уже приведенными примерами - циановокислый аммоний имочевина. Для огромного, однако, числа веществ, теперь причисляемых кизомерным, не было бы соответственного названия, а потому заслуживаютбольшего внимания следующие предложения Армстронга. Он предлагаетназывать все случаи различия свойств веществ, при тожестве их состава,не И., а аллотропией (от греческого аллотропос, что значит - обладающийотличными свойствами, слово же И. употреблять в том тесном смысле,который только что изложен, включая следовательно сюда и все явленияпространственной И., вещества же аллотропичные (изомерные), но различныепо функции или по типу, к которому они принадлежат, Армстронг называетгетерометричными, оставляя название метамерных или изодинамичных для техиз них, которые превращаются друг в друга с исключительной легкостью.Все же остальные случаи, где аллотропичные вещества обладают одной и тойже функцией, но образованы соединением нетожественных групп, он считаетвозможным называть изономичными А. И. Горбов.

(от Изо... и греч. méros - доля, часть)

ж.
Химическое явление, заключающееся в существовании изомеров.