结构异构,也称构造异构,是指由于化合物具有不同的原子连接顺序而产生的
同分异构现象,与
立体异构相对。存在结构异构的化合物互称结构异构体,它们又可分为链异构、位置异构和
官能团异构三类。
链异构
链异构通常指碳链异构,是指化合物分子中的原子骨架连接方式不同,一般用于形容碳氢化合物。它可以看作是分子式相同的直链化合物与支链化合物之间的异构。
以戊烷为例,它有三种异构体:俗名分别为“正戊烷”、“异戊烷”和“新戊烷”。后两种是将第一种的一些碳原子当作支链而得到的,如图1:
位置异构
组成相同而分子中的取代基或官能团(包括碳碳双键和三键)在碳架(碳链或碳环)上的位置不同,这些化合物叫位置异构体。这一现象叫做位置异构现象。
位置异构只涉及取代基或官能团的位置,通常是针对碳架结构相同的化合物来讲的。在推导某有机物的异构体时,可先推导出碳架异构体,然后根据各种碳架异构体分别推导可能有的位置异构体。
例如,C4H9—OH的结构有:
官能团异构
组成相同而分子中的各种原子结合方式或顺序不同,因此有不同的官能团,这些化合物叫做
官能团异构。这一现象叫做官能团异构现象。
1、官能团异构涉及分子中碳原子的结合方式(单键、双键或三键)、碳架的基本结构(成链或成环)以及其它原子在碳链中或碳链上的位置。
2、常见的官能团异构有:烯烃和环烷烃、炔烃和二烯烃、醇和醚、醛和酮、羧酸和酯、氨基酸和硝基化合物、酚和芳香醇等。
3、官能团异构跟碳架异构、位置异构有很大的不同,官能团异构体之间在化学性质上往往有本质上的区别。
相关扩展
配位化学:结构异构体指的是原子一原子成键次序不同,即有不同的分子拓扑。因此,结构异构体始终具有不同的化学和物理性质。
配位化合物的结构异构现象包括:键合,水合、配位和离子化异构现象。
1、键合异构
[Co(CN)6HCS]3-的氰硫基
配位化合物的N-和S-键提供了键和异构的例子,如图2:
2、水合异构
经典例子是
三氯化铬水合物,其实验式为CrCl3·6H2O。该化合物的绿色形式为:[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O。但是这个化合物溶于水后,将引起与金属紧密结合的氯离子逐个被水分子取代,取代后首先得到兰绿色异构体[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O,其次是紫色异构体[Cr(H2O)]Cl3。
3、配位异构
例子有[Co(NH3)6][Cr(CN)6]和[Cr(NH3)6][Co(CN)6]。在第一个异构体中氨配位体与钴原子配位,而在第二个异构体中,是与铬原子配位。只有下述情况才可能是配位异构现象,即化合物必须要以盐的形式存在,其中阳离子和阴离子都是由过渡金属
配位化合物所组成。
4、离子化异构
这种异构现象的例子是化合物[Co(NH3)6Br]SO4和[Co(NH3)6SO4]Br。前者是溴配位体与钴原子配位,而后者溴却是自由阴离子。