Ģeometriskie izomēri pret strukturālajiem izomēriem
Izomēri ir dažādi savienojumi ar vienādu molekulāro formulu. Ir dažādi izomēru veidi. Izomērus galvenokārt var iedalīt divās grupās kā konstitucionālos izomērus un stereoizomērus. Konstitucionālie izomēri ir izomēri, kur atomu savienojamība molekulās atšķiras. Stereoizomēros atomi ir savienoti vienā secībā, atšķirībā no konstitucionālajiem izomēriem. Stereoizomēri atšķiras tikai ar to atomu izvietojumu telpā. Stereoizomēri var būt divu veidu: enantiomēri un diastereomēri. Diastereomēri ir stereoizomēri, kuru molekulas nav viena otras spoguļattēli. Enantiomēri ir stereoizomēri, kuru molekulas ir viens otra nepārvietojami spoguļattēli. Enantiomēri rodas tikai ar hirālām molekulām. Hirāla molekula ir definēta kā tāda, kas nav identiska tās spoguļattēlam. Tāpēc hirālā molekula un tās spoguļattēls ir viens otra enantiomēri. Piemēram, 2-butanola molekula ir hirāla, un tā un tās spoguļattēli ir enantiomēri.
Ģeometriskie izomēri
Ģeometriskie izomēri ir stereoizomēru veids. Šāda veida izomēri rodas, ja molekulām ir ierobežota rotācija, galvenokārt dubultās saites dēļ. Ja ir viena oglekļa – oglekļa saite, ir iespējama rotācija. Tāpēc, lai kā mēs zīmētu atomus, to izvietojums būs vienāds. Bet, ja ir oglekļa-oglekļa dubultsaite, mēs varam uzzīmēt divus atomu izkārtojumus molekulā. Iegūtie izomēri ir pazīstami kā cis, trans izomēri vai E-Z izomēri. Cis izomērā vienāda veida atomi atrodas vienā un tajā pašā molekulas pusē. Bet trans-izomērā tāda paša veida atomi atrodas molekulas pretējā pusē. Piemēram, cis un trans struktūras 1,2-dihloretānam ir šādas.
Lai molekulai būtu ģeometriski izomēri, pietiek tikai ar dubultsaiti. Diviem atomiem vai grupām, kas pievienotas vienam divkāršās saites galam, jābūt atšķirīgiem. Piemēram, nākamajā molekulā nav ģeometrisku izomēru, abi atomi kreisajā galā ir ūdeņraži. Tāpēc, ja mēs to ievelkam cis vai trans formā, abas molekulas ir vienādas.
Bet tas nav svarīgi, vai visas četras pievienotās grupas vai atomi ir atšķirīgi. Šajā gadījumā mēs varam tos nosaukt kā E vai Z.
Strukturālie izomēri
Tie ir zināmi arī kā konstitucionālie izomēri. Konstitucionālie izomēri ir izomēri, kur atomu savienojamība molekulās atšķiras. Butāns ir vienkāršākais alkāns, kas parāda konstitucionālo izomerismu. Butānam ir divi konstitucionālie izomēri, pats butāns un izobutēns.
Tā kā to savienojumi ir atšķirīgi, divām molekulām ir atšķirīgas fizikālās un ķīmiskās īpašības. Strukturālos izomērus var veidot ogļūdeņraži, ja tiem ir vismaz četri oglekļa atomi. Ir trīs veidu strukturālie izomēri kā skeleta, pozīcijas un funkcionālās grupas izomēri. Skeleta izomērijā, kā norādīts iepriekš minētajā piemērā, skelets tiek pārkārtots, lai iegūtu dažādus izomērus. Pozīcijas izomēros funkcionālā grupa vai cita grupa maina pozīciju. Funkcionālo grupu izomēros, lai gan tiem ir vienāda formula, molekulas atšķiras ar dažādām funkcionālajām grupām.
Kāda ir atšķirība starp ģeometriskajiem izomēriem un strukturālajiem izomēriem?
• Ģeometriskie izomēri ir stereoizomēri. Tāpēc arī savienojumi ir vienādi salīdzinājumā ar strukturālajiem izomēriem, kur izomēri atšķiras atomu savienojumu dēļ. Ģeometriskajos izomēros tie atšķiras trīsdimensiju izvietojuma dēļ telpā.
• Bieži vien molekulai ir divi ģeometriski izomēri kā cis, trans vai E, Z, bet molekulai var būt liels skaits strukturālo izomēru.
• Ģeometrisko izomēriju pamatā parāda molekula ar oglekļa-oglekļa dubultsaitēm. Strukturālo izomēriju parāda arī alkāni, alkēni, alkīni un aromātiskie savienojumi.
