İzomerlik Nedir

Kimya biliminde bir kavram izomerlik nedir diğer bir deyişle izomerlik ne demek bu konu hakkında detaylı bilgi vereceğiz.

İzomerlik, eşizlik olarak da bilinir, kimya­sal bileşimleri ve molekül ağırlıkları aynı olan, ancak farklı özellikler gösteren iki ya da daha çok maddenin varlığıdır. Bu maddele­re izomer adı verilir. Günümüzde, izomerlerin farklı özellikler göstermesinin atomların farklı biçimde dü­zenlenmelerinden kaynaklandığı kabul edi­lir; oysa Jöns Jakob Berzelius tarafından izomerlik kavramının ve teriminin ortaya atıldığı dönemde (1830) moleküllerin oluşu­mu henüz çok iyi bilinmiyordu. İzomerliğin bulunması çoğu maddenin, bileşimi yalnızca farklı atomların bağıl sayılarıyla değil, aynı zamanda mutlak sayılarıyla da belirlenen parçacıklardan oluştuğuna ilişkin kavramın gelişmesine katkıda bulundu. İzomerlik 19. yüzyılın ikinci yansında or­ganik kimyanın konusu olarak incelenmişse de, 1893’te İsviçreli kimyacı Alfred Werner inorganik düzenleşim bileşiklerinin yapısına ilişkin bulgularını açıkladığı yapıtında ortaklaşım bağı içeren bu bileşiklerin karma­şık izomerliğini tanımlamıştır. İzomerler, yapısal izomerler ve stereo izomerler olmak üzere iki ana sınıfa aynlır. Kimyasal bileşimleri ve molekül ağırlıkları aynı olmasına karşın bağlanma biçimleri farklı olan bileşiklere yapısal izomerler adı verilir. Kimyasal bileşimleri ve molekül ağırlıklarının yanı sıra bağlanma biçimleri de aynı olan, ancak atomları herhangi bir ortaklaşım bağını parçalamaksızın uzamda farklı konumlar alan bileşiklere ise stereo- izomerler denir. Ama normal sıcaklık altın­da bütün çok atomlu moleküllerde düzenli olarak süren iç titreşim, bükülme ve burul­ma sonucunda ortaya çıkan farklı molekül biçimleri izomer olarak kabul edilmez. Her ikisinin de molekül formülü C2H6O olan etil alkol ve metil eter bileşikleri yapısal izomerliğin tipik bir örneğidir. At­mosfer basıncında sıvı halde olan etil alkol 78°C’de kaynar ve hidroiyodik asitle tepki­meye girdiğinde etil iyodür oluşturur; metil eter ise -24°C’de sıvılaşan bir gazdır ve hidroiyodik asitle metil iyodüre dönüşür. Etil alkolün molekül yapısı CH3-CH2-OH, metil eterinki CH3-0-CH3’tür. Atomların farklı biçimde düzenlenmesiyle farklı işlev­sel gruplar ortaya çıktığından, bu tür yapısal izomerlere işlevsel grup izomerleri adı verilir.

Bazen de molekül formülleri aynı olduğu halde işlevsel grupların farklı konumlarda yer almasıyla oluşan yapısal izomerlere rastlanır. Örneğin, molekül formülü C3H8O olan alkollerde, hidroksil grubu (işlevsel grup) üç karbonlu zincirin ucundaki karbo­na bağlandığında kaynama noktası 97°C olan 1-propanol, ortasındaki karbona bağlandığında kaynama noktası 82°C olan 2- propanol oluşur. Bu tip izomerlere yer (konum) izomerleri denir. Başka bileşiklerle girdikleri tepkimelerden daha hızlı biçimde birbirlerine dönüşebilen yapısal izomerler ise totomerler olarak anı­lır; birbirlerinden ayrılmaları olanaksız olan bu izomerlere, normal koşullarda keto (yaklaşık yüzde 92) ve enol (yaklaşık yüzde 8) biçimlerinin bir karışımı halinde bulu­nan etil asetoasetat esteri örnek verile­bilir.

Stereoizomerler, genellikle optik ve geo­metrik izomerler olmak üzere ikiye ayrılır. Optik izomerler, sağ ve sol eldivenler gibi, birbiri üzerine çakışmayan ancak birbirinin ayna görüntüsü olan çiftler halinde bulunur. Bu izomerlerden biri kutuplanmış ışık de­metinin kutuplanma düzlemini sağa çevirir­ken (dekstrojir), öbürü sola çevirir (levöjir); bu nedenle ilki d (ya da +), ikin­cisi l (ya da -) işaretleriyle simgelenir.

Optik etkinlik adı verilen bu olay, bakışım noktası, ekseni ya da düzlemi olmayan, üç boyutlu bir molekül yapısından kaynak­lanır.

Birbirinin optik izomeri olan bileşikleri farklılaştıran tek fiziksel özellik optik etkin­likleridir. Bu bileşiklerin başka bakışımsız bileşiklerle verdikleri tepkimeler dışında, bütün kimyasal özellikleri birbirine benzer.

Geometrik izomerlik, organik bileşiklerde çoğunlukla çift bağ içeren ya da halkalı bir özellik gösteren molekül yapısından kay­naklanır. Birbirine çift bağla bağlanmış iki karbon atomu ile her bir karbon atomuna tekli bağlarla bağlanmış iki ayrı atom ya da atom grubu içeren bileşiklerde, molekül düzlemine göre iki farklı düzenlenme olabi­lir. Bu dört atom ya da atom grubundan aynı olanların çift bağın bir yanında yer almaları haline cis, çift bağın karşıt yanla­rında yer almaları haline ise trans izomeri adı verilir. Cis ve trans izomerlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri birbirinden farklıdır.

Halkalı hidrokarbonların en basit üyeleri­nin molekülleri üç ya da daha çok metilen (CH2) grubunun halka biçiminde bağlan­masıyla oluşur. Örneğin, bu tür üç gruptan oluşan siklopropan molekülündeki üç kar­bon atomu bir düzlem oluşturur ve bu karbon atomlarının her birine bağlı ikişer hidrojen atomu bu düzlemin farklı yanların­da yer alır. Karbon atomlarından ikisine bağlı olan hidrojen atomlarının başka atom­larla (örn. A atomlarıyla) yer değiştirmesi durumunda iki farklı yapı oluşabilir; bunlar­dan birinde iki A atomu düzlemin aynı yanında (cis), öbüründe ise karşıt yanların­da (trans) yer alır.

Cistrans izomerliğe inorganik düzenleşim bileşiklerinde de rastlanır. Örneğin, diklorodiaminoplatin (II) (PtChtNHsfe) gibi bi­leşiklerde merkezdeki metal atomunu, bir karenin köşelerinde yer alan, ortaklaşım bağıyla bağlanmış iki çift atom ya da atom grupları (ligandlar) çevreler; çiftlerden biri­nin ligandları (örn. iki klor atomu) ardışık köşelerde yer aldığında cis izomeri, çapraz köşelerde yer aldığında trans izomeri olu­şur. Merkezdeki metal atomuna, bir sekiz­yüzlünün köşelerinde yer alan ikisi bir tür, dördü başka bir tür altı ligandın bağlandığı bazı karmaşık bileşiklerde [örn. diklorotetraaminokobalt (III) (Co[NH₃]₄C1₂)⁺] ise ikisi bir tür olan ligandlar ardışık köşelerde yer aldığında cis izomeri, karşıt köşelerde yer aldığında trans izomeri ortaya çıkar. İzomerlik nedir hakkında bilgi verdik.