Изомерами называют молекулы, имеющие одинаковый элементный состав и молекулярную массу, но отличающиеся друг от друга по химическому строению или пространственной конфигурации. Такие молекулы невозможно совместить одну с другой без разрыва химических связей. Пары изомеров, переходящих друг в друга при отражении, называются зеркальными (оптическими) изомерами.
Модифицированные фуллерены – новый и интересный класс материалов, который уже сейчас вызывает огромный интерес не только у химиков, но и у медиков. Вместе с тем, структура молекул фуллеренов «располагает» для самых разных видов изомерии: некоторые замещенные фуллерены имеют астрономическое количество изомеров. Поскольку изомерные молекулы часто различны по физическим и химическим свойствам, необходимо уметь оценивать число возможных изомеров.
Рассмотрим фуллерен А, имеющий структуру усеченного икосаэдра, – первый представитель некоторого гомологического ряда. Каждый последующий представитель этого ряда может быть получен, если молекулу предыдущего «разрезать» на 2 части, как показано на рис. 1, повернуть одну из них на угол 360°/10, и встроить между ними слой атомов углерода. Нанотрубка Х отличается от фуллерена А на n таких слоев-вставок углерода.
-
Сколько и каких изомеров будет у фуллерена А, если пометить один из атомов (например, заменив на 13С)? У фуллерена Б? У фуллеренов В, Г, Д? У нанотрубки Х? (3 балла)
-
Сколько и каких изомеров будет у фуллерена А, если отметить 2 ближайших соседних атома углерода? У фуллерена Б? У фуллеренов В, Г, Д? У нанотрубки Х? (3 балла)
-
Сколько и каких изомеров будет существовать у А, Б, В, Г, Д, Х, если пометить по одному атому в каждом из торцевых пятичленных циклов? Ответ обоснуйте. (2 балла)
-
Сколько и каких изомеров будет существовать у А, Б, В, Г, Д, Х, если в одном из торцевых пятичленных циклов использовать две разных метки? (1 балл)
Условие задачи можно скачать в виде файла
