مفهوم الكيمياء الفراغية
تُعرف الكيمياء الفراغية بأنها فرع الكيمياء الذي يتضمن دراسة الترتيبات الفراغية المختلفة للذرات في الجزيئات، وتعود جذور الكيمياء الفراغية إلى عام 1842م حينما قَدّمََ الكيميائي الفرنسي لويس باستور ملاحظة تَنص أن أملاح حمض الطرطريك (Tartaric Acid) التي جمعها من سفينة إنتاج النبيذ قادرة على استقطاب الضوء (plane-polarized).
وهذا السلوك الخاص بأملاح حمض الطرطريك عكس الأملاح الآتية من مصادر أخرى فلم يكن لديها هذه القدرة، وفُسِّرَت هذه الظاهرة بالأيزوميرية البصرية (optical isomerism) .
حقائق حول الكيمياء الفراغية
فيما يأتي بعض الحقائق حول الكيمياء الفراغية:
- تختلف بنية الجزيء في الترتيب ثلاثي الأبعاد للذرات التي يتكون منها، حيث تتلاعب الكيمياء الفراغية بترتيب هذه الذرات.
- يُسمى هذا الفرع من الكيمياء بالكيمياء ثلاثية الأبعاد (3-D)، حيث يكون التركيز فيها على السيرويوميرات ( مركبات كيميائية تتشابه بالصيغ الكيميائية وتختلف في ترتيبها ثلاثي الأبعاد).
فروع الكيمياء الفراغية
تم تقسيم الكيمياء الفراغية إلى فرعين رئيسيين، كما هو موضح فيما يأتي:
- فرع يختص بدراسة الجزيئات التي تكون (Chirality)، وهي خاصية هندسية للجزيئات تجعلها غير متطابقة على صور مرآتها.
- فرع يُعرف باسم الكيمياء الفراغية الديناميكية، وهو يدرس تأثيرات اختلاف ترتيب الذرات في الجزيء على معدل تفاعله الكيميائي.
تصنيفات الكيمياء الفراغية
تُعنى الكيمياء الفراغية (بالإنجليزية: Stereochemistry) بدراسة الترتيب المكاني النسبي للذرات التي تشكل بنية الجزيئات وتغيير أماكنها، حيث تكون المركبات الفراغية في مجموعات وتراكيب مماثلة، لكن تختلف في ترتيباتها الهندسية الداخلية الذرية، تقسم بشكل عام إلى الإنانتيميرات (بالإنجليزية: Enantiomers ) والدياستيريوميرات (بالإنجليزية: Diastereomers )، وسنتعرف فيما يأتي على مميزات وصفات كل نوع منهما.
الإنانتيميرات
فيما يأتي أبرز خصائص الإنانتيميرات:
- ترتبط مع بعضها البعض على شكل مرآة.
- تتشابه بخصائصها الفيزيائية، لكن تفاعلها مع مستويات الضوء المستقطب ممكن أن تختلف.
- يكون شكل جزيئاتها متشابه.
- تتمثل المركبات المستقرة بالمركبات القابلة للعزل وهي التي تختلف في ترتيباتها في الفراغ (3-D).
- توجد على شكل زوجين منفصلين.
- تدور في اتجاه مختلف، وهذا يعني إذا كان أحدهما يدور في الاتجاه الصحيح، فإن الآخر يدور نحو الاتجاه الأيسر.
الدياستيريوميرات
فيما يأتي أبرز خصائص الإنانتيميرات:
- لا ترتبط مع بعضها البعض على صورة مرآة.
- تتمتع بخصائص فيزيائية مختلفة.
- نقاط انصهار وغليان مختلفة.
- شكل جزيئاتها مختلف.
- يكون هنالك عدة جزيئات.
أهمية الكيمياء الفراغية
تنبع أهمية الكيمياء الفراغية من كونها تسهم في العديد من المجالات، ومنها:
- إنتاج المستحضرات الصيدلانية، وتحلل الأدوية في الجسم، فعلى سبيل المثال، دواء الثاليدومايد الذي وصف لأول مرة كحبوب منومة للحد من غثيان الصباح لدى الحوامل، ولكن في وقت لاحق تم حظره؛ لأنه يسبب عيوب خلقية لدى الأطفال.
- تنظيم التذوق والرائحة بواسطة الجزيئات الكيمائية الموجودة في الفم والأنف، والتي تعمل كمستقبلات للإحساس بالجسميات الغريبة.
- المساعدة في تفاعل الحشرات وتزاوجها، عن طريق إثارة الروائح المختلفة.
