متزامر

المتزامرات أوالمماكبات أوالمصاوغات (تشابه الصيغ) "الإيزوميرات" (isomers) في الكيمياء هى جزيئات لها نفس الصيغة الكيميائية وغالبا بنفس نوع الروابط بين الذرات لكنها تختلف في ترتيب المجموعات الوظيفية المتنوعة التي تشكل هذه المركبات . عديد من المتناظرات تتشارك في خواص متشابهة إذا لم تكن متطابقة في معظم التفاعلات الكيميائية.

ومثال للتزامر البروبانول وله الصيغة C₃H₈O أوC₃H₇OH والمتناظرات له كالتالي:

بوبان-1-أول (إن-بروبيل ألكحول على اليسار) بروبان-2-أول (أيزوبروبيل ألكحول على اليمين)

        H H H                        H H H
        | | |                        | | |
        H-C-C-C-O-H                  H-C-C-C-H
        | | |                        | | |
        H H H                        H O H
                                      | 
                                     H

لاحظ حتى موضع ذرة الأكسجين يختلف في الشكلين, فهى مرتبطة لذرة كربون طرفية في الأيزومر الأيسر, ولذرة كربون وسطية في الأيزمر الأيمن. ويمكن ملاحظة حتى عدد الأيزومرات يزيد بزيادة عدد الذرات فمثلا الكحول الآتى بيوتانول C₄H₁₀O, له خمس أيزومرات مختلفة.

وفى الشكل الشابق يجب ملاحظة حتى جميع الروابط الموجودة هى روابط أحادية, ولا يوجد أى إختلاف في نوعية الروابط في جميع منهما. كما حتى عدد الروابط أيضا متساوي. وعلى هذا فإنه يمكن إستنتاج حتى ثباتهم الكيميائي سيكون متطابق أوشبه متطابق.

وعموما فإنه يوجد أيزومر أخر للصيغة C₃H₈O والتى لها خواص مختلفة تماما (ميثيل إثيل إيثر):

        H H   H
        | |   |
        H-C-C-O-C-H
        | |   |
        H H   H

ويلاحظ في الشكل الأخير إختلاف كيفية ترابط الأكسجين مع ذرات الكربون عن الشكلين في الأعلى, حيث انها متصلة بذرة كربون وذرة هيدروجين في الشكلين بالأعلى بينما ترتبط بذرتي كربون في الشكل الأسفل. ونظرا لعدم وجود مجموعة هيدروكسيل في الشكل الأسفل, فإن المركب في الشكل الأسفل ليس من الكحولات ولكنه ينتمى للإيثرات. وله خواص كيميائية تخنلف تماما عن الكحولات.

تاريخ المتزامرات

تم ملاحظة التزامر أوالتماكب " Isomerism" لأول مرة في عام 1825, عندما كان فريدريك فوهلر يحضر حمص السيانيك ولاحظ أنه برغم حتى هجريبه العنصري يماثل حض الفلومينيك (الذى تم تحضيره بواسطة جستس فون لايبيج), فإن خواصه مختلفة تماما. وقد تحدى هذا الإكتشاف الفكرة السائدة في هذا الوقت, والتى كانت تنص على حتى المركبات المتنوعة تكون مختلفة لأن لها هجريب عناصر مختلف. وبعد حدوث إكتشافات إضافية مماثلة, مثل إكتشاف فوهلر لليوريا والتى لها نفس هجريب الأمونيوم سيانات, قام بيرزيليوس بإقتراح المصطلح "تناظر" (Isomerism) لوصف تلك الظاهرة.

الأشكال المتنوعة للتزامر (التماكب)

هناك شكلين رئيسيين للتزامر تزامر بنائي (structural isomers ) وتزامر فراغي (stereoisomers).

فى التماكب البنائي, تكون الذرات والمجموعات الفعالة مرتبطة بطرق مختلفة, كما في مثال بروبيل ألكحول في الأعلى. وهذا الشكل من التناظر يتضمن "تناظر السلسلة" أوتماكب سلسلي (chain isomerism) والذى فيه تكون سلاسل الهيدروكربون بها تفرعات مختلفة, "تماكب موضعي" (position isomerism) والذى يتعامل مع موضع المجموعة الفعالة في السلسلة, "تناظر المجموعات الفعالة" (functional group isomerism) حيث تختلف المجموعات الفعالة الرتبطة بكل نظير.

بينما التماكب الفراغيقد يكون بناء الروابط متطابق, ولكن موضع الذرات والمجموعات الفعالة في الفراغقد يكون مختلف. وهذا الشكل من التناظر يتضمن تماكب بصري (optical isomerism) حيث تكون الأيزومرات المتنوعة صورة مرآة لبعضها البعض. تماكب هندسي (geometric isomerism) حيث يمكن حتى تدور المجموعات الفعالة الموجودة في نهاية السلسلة في أوضاع مختلفة.

وبينما حتى المماكبات البنائيةقد يكون بينها إختلاف في الخصائص الكيميائية, فإن الأيزومرات بصفة عامة تتصرف بنفس الكيفية تقريبا في معظم التفاعلات الكيميائية. ويكون للإنزيمات القدرة على التفرقة بين الأيزورمات المتنوعة للمركب, كما حتى الكائنات الحية ليها آلية في إختيار أحد الأيزومرات دون الاخر. كام حتى بعض الأيزومرات تختلف في طريقة إستقطاب الضوء.

ويوجد أيضا أيزومرات توبولوجية تسمى توبايسومر (topoisomer). ويندرج تحت الجزيئات التى بها توبايسومر كاتينان وDNA. وتقوم الإنزيمات التى بها توبايسوميراز (Topoisomerase) بربط جزيئات DNA وبالتالى تغير من تبولوجيتها.

أيزوتوبايسومر (isotopomers) أوأيزوتوبي (isotopic) هى المتناظرات التى لها نفس العدد من المستبدلات الأيزوتوبية ولكن بوضع كيميائي مختلف.

ويوجد التناظر أيضا في الفيزياء في بعض حالات نواة الذرة, شاهد مماكب نووي