1. Định nghĩa đồng phân

Trong hóa học, các đồng phân là hợp chất hữu cơ có cùng công thức phân tử. Điều đó tương tự như việc coi chúng có công thức cấu trúc (công thức hóa học khai triển) khác nhau. Các chất đồng phân không nhất thiết có cùng tính chất hóa học trừ khi chúng có cùng nhóm chức. Không nên nhầm lẫn hiện tượng đồng phân với đồng phân hạt nhân, trong đó hạt nhân nằm ở các trạng thái kích thích khác nhau.

Đang xem: Hai chất đồng phân của nhau là

Cần chú ý phân biệt đồng phân cấu tạo và đồng phân lập thể (đồng phân cis – trans).

Lưu ý: 

Các đồng phân của nhau thì có cùng phân tử khối, nhưng những chất có cùng phân tử khối thì có thể không phải đồng phân của nhau.

Ví dụ: 

CH3COOH: M = 60g/mol

C3H7OH: M = 60g/mol

Nhưng chúng không cùng CTPT nên không phải đồng phân.

2. Cấu tạo của đồng phân

Đồng phân có 2 dạng: Đồng phân cấu tạo, đồng phân hình học

*Đồng phân cấu tạo

– Đồng phân mạch C: thu được khi thay đổi trật tự liên kết của các nguyên tử C với nhau (mạch thẳng, mạch nhánh, vòng).

Xem thêm:

Ví dụ: Cùng với một công thức C4H10 ta có các đồng phân:

– Đồng phân nhóm chức:

Ví dụ: Cùng công thức C2H6O ta có thể viết 2 đồng phân với 2 loại nhóm chức khác nhau (ancol và ete):

CH3-CH2-OH (Ancol etylic)

CH3-O-CH3 (Đimtyl ete)

+ Đồng phân vị trí nhóm chức hoặc liên kết bội: vị trí của nhóm chức, nhóm thế hoặc liên kết bội trên mạch C thay đổi.

Ví dụ: Đồng phân C4H8 mạch hở, trong phân th có một nối đôi:

CH2=CH-CH2-CH3 (buten – 1)

CH3-CH=CH-CH3 (buten – 2)

*Đồng phân hình học

– Đồng phân cis – trans: 

Ví dụ: Với buten – 2 – en

– Nhận thấy, khi 2 nhóm thế của nguyên tử C mang nối đôi khác nhau thì sẽ xuất hiện đồng phân hình học. Nếu các nhóm thế ( -CH3, -C2H5, -Cl,…) có phân tử khối lớn hơn nằm về cùng một phía với nối đôi sẽ là dạng cis, khác phía là dạng trans.

– Trong hóa thực phẩm, hóa y học và hóa sinh học, các đồng phân cis-trans luôn luôn được lưu ý. Trong hóa y học và hóa sinh học, các đồng phân đối hình có tầm quan trọng đặc biệt do hiện nay người ta đã biết rằng phần lớn các thay đổi trong các kiểu đồng phân này có ý nghĩa trong các cơ thể sinh vật sống. Các nhà nghiên cứu dược học và lý thuyết đã phát hiện ra rằng các phương pháp của ghi sắc học có thể tách các đồng phân này ra khỏi nhau một cách đáng tin cậy. Tuy nhiên, ở mức độ công nghiệp thì các phương pháp này là rất đắt đỏ và chủ yếu được dùng để lọc bỏ các đồng phân độc hại tiềm ẩn.

– Trong khi các đồng phân cấu trúc thông thường có các thuộc tính hóa học khác nhau thì các đồng phân lập thể lại có các phản ứng hóa học gần như là đồng nhất trong phần lớn các trường hợp. Tuy nhiên, các enzym lại có thể phân biệt các đồng phân lập thể khác nhau của cùng một hợp chất và sinh vật nói chung thông thường ưa thích một đồng phân lập thể hơn các đồng phân lập thể khác. Một số các đồng phân lập thể cũng khác biệt về cách thức mà chúng làm quay ánh sáng phân cực.

Xem thêm:

3. Lịch sử đồng phân

– Hiện tượng đồng phân được thông báo lần đầu tiên năm 1827, khi Friedrich Woehler điều chế axít xyanic và nhận thấy rằng mặc dù thành phần nguyên tố của nó là đồng nhất với axít fulminic (do Justus von Liebig điều chế năm trước), nhưng các thuộc tính của chúng là hoàn toàn khác nhau. Phát hiện này là một thách thức với kiến thức hóa học thịnh hành của thời kỳ đó, khi người ta cho rằng các hợp chất hóa học chỉ có thể khác biệt khi chúng có các thành phần nguyên tố là khác nhau. Sau khi có các phát hiện bổ sung về các hiện tượng tương tự như vậy, chẳng hạn như phát hiện năm 1828 của Woehler về việc urê có cùng thành phần nguyên tử như của hợp chất khác biệt về mặt hóa học là xyanat amôniắc thì Jöns Jakob Berzelius đã đưa ra thuật ngữ isomerism (hiện tượng đồng phân) để miêu tả hiện tượng này.

– Năm 1849, Louis Pasteur đã tách biệt các tinh thể nhỏ của axít tartaric thành hai dạng hình ảnh phản chiếu lẫn nhau của nó. Các phân tử riêng biệt của mỗi nhóm này là các đồng phân lập thể trái và phải về mặt quang học, các dung dịch của chúng làm quay mặt phẳng của ánh sáng phân cực theo các hướng ngược nhau. vi nếu như những thay đổi không đáng kể của cấu hình nhưng mà có thể làm ảnh hưởng đến tính chất của những hợp chất hóa học!!