Izomery geometryczne a izomery strukturalne
Izomery to różne związki o tym samym wzorze cząsteczkowym. Istnieją różne rodzaje izomerów. Izomery można podzielić głównie na dwie grupy jako izomery konstytucyjne i stereoizomery. Izomery konstytucyjne to izomery, w których łączność atomów różni się w cząsteczkach. W stereoizomerach atomy są połączone w tej samej kolejności, w przeciwieństwie do izomerów konstytucyjnych. Stereoizomery różnią się jedynie rozmieszczeniem atomów w przestrzeni. Stereoizomery mogą być dwojakiego rodzaju, enancjomery i diastereoizomery. Diastereoizomery to stereoizomery, których cząsteczki nie są swoimi lustrzanymi odbiciami. Enancjomery to stereoizomery, których cząsteczki są nienakładającymi się na siebie lustrzanymi odbiciami. Enancjomery występują tylko z cząsteczkami chiralnymi. Cząsteczka chiralna jest definiowana jako taka, która nie jest identyczna ze swoim lustrzanym odbiciem. Dlatego chiralna cząsteczka i jej lustrzane odbicie są sobą nawzajem. Na przykład cząsteczka 2-butanolu jest chiralna, a jej lustrzane odbicia są enancjomerami.
Izomery geometryczne
Izomery geometryczne to rodzaj stereoizomerów. Ten typ izomerów powstaje, gdy cząsteczki mają ograniczoną rotację, zasadniczo z powodu podwójnego wiązania. W przypadku pojedynczego wiązania węgiel – węgiel możliwa jest rotacja. Dlatego jakkolwiek narysujemy atomy, ich ułożenie będzie takie samo. Ale gdy istnieje wiązanie podwójne węgiel – węgiel, możemy narysować dwa układy atomów w cząsteczce. Powstałe izomery są znane jako izomery cis, trans lub izomery E-Z. W izomerze cis te same typy atomów znajdują się po tej samej stronie cząsteczki. Ale w izomerze trans te same typy atomów znajdują się po przeciwnej stronie cząsteczki. Na przykład struktury cis i trans dla 1,2-dichloroetanu są następujące.
Aby cząsteczka miała izomery geometryczne, nie wystarczy mieć tylko wiązanie podwójne. Dwa atomy lub grupy przyłączone do jednego końca wiązania podwójnego powinny być różne. Na przykład następująca cząsteczka nie ma izomerów geometrycznych, oba atomy na lewym końcu są wodorami. Z tego powodu, jeśli narysujemy go w cis lub trans, obie cząsteczki są takie same.
Ale nie ma znaczenia, czy wszystkie cztery przyłączone grupy lub atomy są różne. Przy tej okazji możemy nazwać je E lub Z.
Izomery strukturalne
Są one również znane jako izomery konstytucyjne. Izomery konstytucyjne to izomery, w których łączność atomów różni się w cząsteczkach. Butan jest najprostszym alkanem wykazującym konstytucjonalną izomerię. Butan ma dwa izomery konstytucyjne, sam butan i izobuten.
Ponieważ ich połączenia są różne, dwie cząsteczki mają różne właściwości fizyczne i chemiczne. Izomery strukturalne mogą tworzyć węglowodory zawierające minimum cztery atomy węgla. Istnieją trzy rodzaje izomerów strukturalnych, takie jak izomery grup szkieletowych, pozycyjnych i grup funkcyjnych. W izomerii szkieletowej, jak podano w powyższym przykładzie, szkielet jest przegrupowany, aby uzyskać różne izomery. W izomerach pozycji grupa funkcyjna lub inna grupa zmienia pozycję. W izomerach grup funkcyjnych, chociaż mają ten sam wzór, cząsteczki różnią się posiadaniem różnych grup funkcyjnych.
Jaka jest różnica między izomerami geometrycznymi a izomerami strukturalnymi?
• Izomery geometryczne to stereoizomery. W związku z tym połączenia są również takie same w porównaniu do izomerów strukturalnych, gdzie izomery różnią się ze względu na połączenia atomów. W izomerach geometrycznych różnią się one ze względu na trójwymiarowe rozmieszczenie w przestrzeni.
• Często dla cząsteczki występują dwa izomery geometryczne, takie jak cis, trans lub E, Z, ale dla cząsteczki może być duża liczba izomerów strukturalnych.
• Izomeria geometryczna jest zasadniczo pokazana przez cząsteczkę z podwójnymi wiązaniami węgiel-węgiel. Izomerię strukturalną wykazują również alkany, alkeny, alkiny i związki aromatyczne.
