نسخة الفيديو النصية
ما عدد متشاكلات المركب C7H16؟
للإجابة عن هذا السؤال، علينا تحديد عدد المتشاكلات للصيغة الجزيئية C7H16. توضح لنا الصيغة الجزيئية عدد ذرات كل عنصر في الجزيء ونوعها بالضبط. يحتوي الجزيء C7H16 على سبع ذرات كربون و16 ذرة هيدروجين. تعرف المتشاكلات بأنها جزيئات لها الصيغة الجزيئية نفسها، ولكن بترتيب ذرات مختلف في الفراغ. وأفضل طريقة لتحديد عدد المتشاكلات الممكنة لصيغة جزيئية معطاة هي رسم ترتيبات مختلفة للذرات. علينا التأكد من أن كل بنية جزيئية نرسمها تحتوي على سبع ذرات كربون و 16 ذرة هيدروجين بالضبط. لنبدأ برسم سبع ذرات كربون مرتبطة بروابط أحادية فقط.
نعلم أن كل ذرة كربون يمكن أن يكون لها إجمالي أربع روابط أحادية مع ذرات أخرى. ونعلم أيضًا أن الذرات المتبقية في الجزيء هي ذرات هيدروجين. نرى أن ذرتي الكربون الموجود كل منهما عند أحد طرفي الجزيء لهما رابطة أحادية واحدة. إذن، يمكن أن تكون لذرتي الكربون هاتين ثلاث روابط أحادية إضافية مع ذرات الهيدروجين. لكل ذرة من ذرات الكربون الخمس المتبقية رابطتان أحاديتان. إذن، يمكن لذرات الكربون هذه تكوين رابطتين أحاديتين إضافيتين مع ذرات الهيدروجين. الصيغة التوضيحية التي رسمناها للتو لها الصيغة الجزيئية C7H16. ولأن هذا الجزيء يحتوي على روابط أحادية فقط بين ذرات الكربون، فإنه يصنف على أنه ألكان. واسم هذا الألكان هو هبتان. تشير البادئة «هبتـ» إلى أن الجزيء يحتوي على سبع ذرات كربون، وتشير اللاحقة «ـان» إلى أنه ألكان.
والآن، دعونا نرسم متشاكلًا له سلسلة كربونية تحتوي على ست ذرات كربون، وفرع يحتوي على ذرة كربون واحدة. تحتوي السلسلة والفرع معًا على إجمالي سبع ذرات كربون. يمكننا أن نلاحظ من الصيغة التوضيحية أن هذا الجزيء له أيضًا الصيغة الجزيئية C7H16. يعتبر هذان الجزيئان متشاكلين بنائيين. وذلك لأنهما جزيئان لهما الصيغة الجزيئية نفسها، ويختلف كل منهما عن الآخر في كيفية ارتباط ذراتهما معًا. للمتشاكلات أيضًا أسماء مختلفة. يعتبر المتشاكل الذي رسمناه للتو ألكانًا متفرع السلسلة. عند تسمية الألكان المتفرع السلسلة، نبدأ بإيجاد أطول سلسلة كربونية لتحديد بداية اللاحقة. تحتوي أطول سلسلة في الجزيء على ست ذرات كربون. لذا، سنحتاج إلى استخدام بداية اللاحقة «هكسـ».
بعد ذلك، يمكننا إضافة نهاية اللاحقة «ـان». وأخيرًا، علينا تحديد السلسلة الجانبية وتحديد موقعها على ذرة الكربون الأقل ترقيمًا في السلسلة. تحتوي السلسلة الجانبية على ذرة كربون واحدة. إذن، سنحتاج إلى إضافة البادئة «ميثـ» متبوعة بـ «ـيل» في بداية الاسم. تقع السلسلة الجانبية على ذرة الكربون رقم اثنين في السلسلة الكربونية. ومن ثم، فإن اسم هذا المتشاكل هو 2-ميثيل هكسان. لو كنا قد رقمنا ذرات الكربون في السلسلة الكربونية في الاتجاه المعاكس، لكانت السلسلة الجانبية ستقع على ذرة الكربون رقم خمسة. ولهذا استخدمنا طريقة الترقيم الأولى للتأكد من أن السلسلة الجانبية تقع على ذرة الكربون الأقل ترقيمًا في السلسلة الكربونية.
يمكننا تكوين متشاكل مشابه عن طريق نقل مجموعة الميثيل بحيث تقع على ذرة كربون مختلفة في السلسلة الكربونية. إذا كانت السلسلة الجانبية للميثيل تقع على ذرة الكربون الثالثة في السلسلة الكربونية بدلًا من ذرة الكربون الثانية، فإن المتشاكل يسمى 3-ميثيل هكسان. حتى الآن، رسمنا إجمالي ثلاثة متشاكلات بنائية، لكن من الممكن زيادة عدد المتشاكلات. دعونا نر عدد المتشاكلات التي يمكننا رسمها والتي لها سلاسل كربونية تحتوي على خمس ذرات كربون. يمكن أن تقع مجموعتا ميثيل على ذرتي الكربون الثانية والثالثة في السلسلة الكربونية، أو يمكن أن تقعا على ذرتي الكربون الثانية والرابعة في السلسلة الكربونية. اسما هذين المتشاكلين: 2،3-ثنائي ميثيل بنتان، و2،4-ثنائي ميثيل بنتان. يستخدم المقطع «ثنائي» في الاسمين للإشارة إلى وجود سلسلتين جانبيتين للميثيل.
هناك متشاكلان آخران يتكونان من مجموعتي ميثيل مرتبطتين بسلسلة مكونة من خمس ذرات كربون. إذا ارتبطت مجموعتا الميثيل بذرة الكربون الثانية في السلسلة الكربونية، فإن اسم المتشاكل هو 2،2-ثنائي ميثيل بنتان. وإذا ارتبطت مجموعتا الميثيل بذرة الكربون الثالثة في السلسلة الكربونية، فإن اسم المتشاكل هو 3،3-ثنائي ميثيل بنتان. يوجد متشاكل آخر له سلسلة كربونية تحتوي على خمس ذرات كربون. والسلسلة الجانبية في هذا المتشاكل هي مجموعة إيثيل. ولأن مجموعة الإيثيل مرتبطة بذرة الكربون الثالثة في السلسلة الكربونية، فإن اسم هذا المتشاكل هو 3-إيثيل بنتان.
وأخيرًا، يمكننا محاولة تكوين متشاكل له سلسلة كربونية تحتوي على أربع ذرات كربون. في هذه الحالة، يجب أن يكون إجمالي عدد ذرات الكربون في السلاسل الجانبية ثلاث ذرات كربون؛ لكي يكون للجزيء إجمالي سبع ذرات كربون. في هذا المتشاكل، ترتبط مجموعتا ميثيل بذرة الكربون الثانية في السلسلة، وترتبط مجموعة الميثيل الثالثة بذرة الكربون الثالثة في السلسلة. ومن ثم، فإن اسم المتشاكل هو 2،2،3-ثلاثي ميثيل بيوتان. في الاسم، يشير المقطع «ثلاثي» إلى وجود ثلاث سلاسل جانبية للميثيل، ويستخدم المقطع «بيوتـ» للإشارة إلى وجود أربع ذرات كربون في السلسلة الكربونية الأساسية. إذن، هناك إجمالي تسعة متشاكلات للمركب C7H16، من بينها المتشاكلات الثلاثة الأولى التي رسمناها، وهي: هبتان، و2-ميثيل هكسان، و3-ميثيل هكسان.
