સમઘટકતા (isomerism)

સમઘટકતા (isomerism) : એક જ અણુસૂત્ર પણ જુદા જુદા ભૌતિક તથા રાસાયણિક ગુણધર્મો અને વિભિન્ન આણ્વિક સંરચના ધરાવતાં સંયોજનો ધરાવતી ઘટના. એકસરખાં આણ્વિક સૂત્ર પરંતુ પરમાણુઓની અલગ અલગ ગોઠવણી ધરાવતાં સંયોજનોને સમઘટકો (isomers) કહે છે. તેઓ દરેક તત્ત્વના પરમાણુઓની સરખી સંખ્યા ધરાવતા એવા અણુઓ છે, જેમાં પરમાણુઓ જુદી જુદી રીતે જોડાયેલા હોય છે. ઉદા., n-પ્રોપેનોલ તથા આઇસોપ્રોપાઇલ આલ્કોહૉલ – બંને એકબીજાના સમઘટકો કહેવાય છે. સમઘટકોમાં એક જ પ્રકારના ક્રિયાશીલ સમૂહો હોવા આવશ્યક નથી. દા.ત., નીચેનાં બધાં સંયોજનો C₄H₈O અણુસૂત્ર ધરાવતા સમઘટકો છે.

સમઘટકોનું વિગતવાર વર્ગીકરણ કરી શકાય છે. જો બે સમઘટકોમાં પરમાણુઓની સંબદ્ધતા (connectivity) અલગ અલગ હોય તો તેમને બંધારણીય સમઘટકો (constitutional isomers) કહે છે. આ રીતે પેન્ટેન, આઇસોપેન્ટેન તથા નિયૉપેન્ટેન બંધારણીય સમઘટકો છે.

જો બંધારણીય સમઘટકોમાં પરમાણુઓની સંબદ્ધતા એક જ પ્રકારની હોય તો તેમને સમાવયવી (stereo isomers) કહે છે. આમ, સમાવયવી સમઘટકો બંધારણીય સમઘટકો નથી.

સમાવયવી સમઘટકો તેઓના પરમાણુઓની અવકાશી ગોઠવણી દ્વારા જુદા પડે છે. આલ્કીનના સમપક્ષ તથા વિપક્ષ સમઘટકો સમાવયવીઓ છે.

પ્રતિબિંબીઓ (enantiomers) પણ સમાવયવીઓ છે. આ એવા સમાવયવીઓ છે, જેના અણુઓ તેમના પ્રતિબિંબ ઉપર બિન-અધ્યારોપણીય (non-superposable) હોય છે. દા.ત., 2-બ્યુટેનોલ(CH₃CH(OH)CH₂CH₃)ની બંધારણીય સંરચના નીચે દર્શાવી છે :

અહીં જો Iને અરીસા સામે ધરવામાં આવે તો તે II જેવો દેખાશે. આ બંને પ્રતિરૂપો I તથા II એકબીજા ઉપર અધ્યારોપણીય નથી; આથી તેઓ જુદા જુદા પરંતુ સમઘટકીય અણુઓ છે. આવી પ્રતિબિંબી સમઘટકતા (enantiomerism) માત્ર એવા અણુઓમાં હોઈ શકે, જેમના અણુઓ કિરાલ (chiral) હોય. કિરાલ એ એવો અણુ છે જે તેના પ્રતિબિંબી સાથે એકસમાન હોતો નથી. આમ, કિરાલ અણુ તથા તેનું પ્રતિબિંબ-સ્વરૂપ પ્રતિબિંબીઓ કહેવાય છે. જે અણુઓ તેમના પ્રતિબિંબી ઉપર અધ્યારોપણીય હોય તેમને બિનકિરાલ (achiral) કહે છે. પ્રતિબિંબીઓનું યુગ્મ પારખવાની એક રીત છે. એવા અણુઓ ઓળખવાની જેઓ એક સમચતુષ્ફલકીય પરમાણુ ધરાવતા હોય અને જેની સાથે જોડાયેલા ચારેય સમૂહ એકબીજાથી ભિન્ન હોય. ઉદા., અગાઉ દર્શાવેલા 2-બ્યુટેનોલના ચતુષ્ફલકીય કાર્બન પરમાણુ ઉપર ચારેય જુદા જુદા સમૂહો (H, OH, CH₃, CH₂CH₃) જોડાયા છે. (અહીં C* કિરાલ કાર્બન છે.)

આવા પ્રતિબિંબીઓનો એક અગત્યનો ગુણધર્મ એ છે કે તેના મધ્યસ્થ કાર્બન સાથે જોડાયેલા કોઈ પણ બે સમૂહોની ફેરબદલી કરવામાં આવે તો એક પ્રતિબિંબીનું બીજામાં પરિવર્તન થાય છે.

આ મધ્યસ્થ કાર્બન C₂ને ત્રિપરિમાણી બિંદુ (stereo centre) કહે છે.

અપ્રતિબિંબી ત્રિવિમ સમાવયવી (Diastereoisomers) પણ સમાવયવીઓ ખરા, પરંતુ તેઓ એકબીજાના પ્રતિબિંબીઓ હોતા નથી. આ સમજવા માટે એક ઉદાહરણ 1, 2-ડાઇમિથાઇલ સાઇક્લૉપેન્ટેનનું જોઈએ.

                                                 સમપક્ષ-1, 2-ડાઇમિથાઇલ          વિપક્ષ-1, 2, ડાઇમિથાઇલ

                                                        સાઇક્લૉપેન્ટેન                     સાઇક્લૉપેન્ટેન

                                                           (C₇H₁₄)                         (C₇H₁₄)

આ બંને એકબીજાના સમઘટકો છે, કારણ કે બંને અલગ અલગ સંયોજનો છે તથા એકબીજાંમાં પરિવર્તનશીલ (interconvertible) નથી. વળી, તેઓનું અણુસૂત્ર C₇H₁₄ પણ સમાન છે. આ બંને બંધારણીય સમઘટકો નથી, કારણ કે તેમના પરમાણુઓનો ક્રમાંક પણ સરખો (in same sequence) જ છે. આથી તેઓને ત્રિવિમ સમાવયવી (stereoisomers) કહેવાય. તેઓ એકબીજાથી માત્ર તેઓના પરમાણુઓની ગોઠવણી દ્વારા જ અલગ પડે છે. તેઓને પ્રતિબિંબી (enantiomers) પણ ન કહેવાય, કારણ કે તેમના અણુઓ એકબીજાના પ્રતિબિંબી પણ નથી. આથી તેઓને વિવરિમ સમાવયવી (diastereoisomers) કહેવાય.

સમઘટકોનું વર્ગીકરણ નીચે દર્શાવ્યું છે :

જ. પો. ત્રિવેદી