موسوعة الكيمياء : الكيمياء الفراغية

الكيمياء الفراغية

الكيمياء الفراغية (Stereochemistry) هي فرع من فروع الكيمياء, يهتم بدراسة الترتيبات الفراغية للذرات بالنسبة لبعضها البعض في الجزيء. وهناك قسم هام من أقسام الكيمياء الفراغية ويدرس الجزيئات كايرال (Chirality).

تحتوي على طرق لتحديد ووصف هذه العلاقات, وتأثيرها هلى الخواص الفيزيائية أو الحيوية وهذه العلاقات توضح معلومات عن الجزيء الذي يتم دراسته, والطريقة التي تؤثر بها هذه العلاقات على نشاطية الجزيئات كيمياء فراغية حركية (dynamic stereochemistry).

ويعنبر لويس باستير أول كيميائي فراغي, يلاحظ أن أملاح حمض التارتاريك المتجمع خلال إنتاج النبيذ يمكن أن تسبب دوران للضوء الستقطب, ولكن الأملاح المتكونة من مصدر أخر لا تسبب دورانه. وهذه هي الخاصية الوحيدة فيزيائيا التي يمكن تفرق بين ملحي حمض التارتاريك, وهذا راجع للتزامرالضوئي (optical isomerism).

وأحد البراهين على أهمية وتأثير الكيمياء الفراغية هي كارثة الثاليدوميد. وهو دواء تم استخدامه لأول مرة في عام 1957 في ألمانيا وقد كان يستخدم لعلاج غثيان الصباح للسيدات الحوامل. وقد اكتشف أن الدواء يسبب تشوهات للمواليد. وقد ساعدت هذه الكارثة على اختبار العقار جيدا, وتم اكتشاف أن أحد المتماكبات الضوئية للعقار آمن بينما الأخر يسبب تشوهات, ويؤثر سلبيا على الجينات أثناء نمو الأجنة. وفى الجسم البشري, يحدث للثاليدوميد مراسمة (racemization), وحتى في حالة تعاطي متماكب ضوئي واحد منهما فإن الأخر ينتج.

وتعتبر قواعد أولويات جان إنجولد بريلوج جزء من نظام لوصف الكيمياء الفراغية لجزيء. وقد قاموا بترتيب الذرات حول المركز الفراغي بطريقة قياسية, بحيث يمكن يمكن وصف وضع الذرات حول المركز الفراغي بدون غموض أو تداخل.

مسقط فيشر طريقة مبسطة لرسم (تصور) وضع الذرات حول المركز الفراغي.

على اليسار تصور فيشر, وعلى اليمين شكل ثلاثي الأبعاد "وتدي". وكلا الشكلين يصف نفس الكيمياء الفراغية.

الشكل الأيمن هو "مشهد جانبي" لما تم تصوره في مسقط فيشر على اليسار, لو تم النظر على تصور فيشر من اليسار (إتجاه السهم). الروابط التي تؤدى للذرات 1 و 4 في إتجاه معاكس للروابط التي تؤدى للذرات 2, 3, 5, 6.

الخط الأفقي في تصور فيشر غالبا ما يعبر عن الروابط التي تشير للإتجاه الأمامي لمستوى الصفحة (تخرج من الصفحة في إتجاهك). بينما تعبر الخطوط الرأسية عن الروابط في مستوى الصفحة, أو التي تشير للإتجاه الخلفى لمستوى الصفحة.

وحتى تكون ذرة الكربون لها مركز فراغي يجب أن ترتبط لأربع مستبلات مختلفة. وهناك تصور حسابي لتحديد مدة يدوية " chirality" جزيء مبنيا على إشارة المحدد تم عمله بواسطة سايبلاك ووايسينيسكي