Geometriniai izomerai prieš struktūrinius izomerus
Izomerai yra skirtingi junginiai, turintys tą pačią molekulinę formulę. Izomerų yra įvairių. Izomerai daugiausia gali būti suskirstyti į dvi grupes kaip konstituciniai izomerai ir stereoizomerai. Konstituciniai izomerai yra izomerai, kurių molekulėse skiriasi atomų jungtys. Stereoizomerų atomai yra sujungti ta pačia seka, skirtingai nei konstituciniai izomerai. Stereoizomerai skiriasi tik savo atomų išsidėstymu erdvėje. Stereoizomerai gali būti dviejų tipų: enantiomerai ir diastereomerai. Diastereomerai yra stereoizomerai, kurių molekulės nėra viena kitos veidrodiniai atvaizdai. Enantiomerai yra stereoizomerai, kurių molekulės yra vienas kito neperdedami veidrodiniai atvaizdai. Enantiomerai atsiranda tik su chiralinėmis molekulėmis. Chiralinė molekulė apibrėžiama kaip ta, kuri nėra identiška jos veidrodiniam vaizdui. Todėl chiralinė molekulė ir jos veidrodinis vaizdas yra vienas kito enantiomerai. Pavyzdžiui, 2-butanolio molekulė yra chiralinė, o ji ir jos veidrodiniai atvaizdai yra enantiomerai.
Geometriniai izomerai
Geometriniai izomerai yra stereoizomerų tipas. Šio tipo izomerai atsiranda, kai molekulės turi ribotą sukimąsi, iš esmės dėl dvigubos jungties. Kai yra vienas anglies-anglies ryšys, sukimasis yra įmanomas. Todėl, kad ir kaip nupieštume atomus, jų išdėstymas bus toks pat. Bet kai yra dviguba anglies-anglies jungtis, molekulėje galime nubrėžti du atomų išdėstymus. Gauti izomerai yra žinomi kaip cis, trans izomerai arba E-Z izomerai. Cis izomere tos pačios rūšies atomai yra toje pačioje molekulės pusėje. Tačiau trans izomere tos pačios rūšies atomai yra priešingoje molekulės pusėje. Pavyzdžiui, 1,2-dichloretano cis ir trans struktūros yra tokios.
Kad molekulėje būtų geometrinių izomerų, pakanka ne tik turėti dvigubą ryšį. Du atomai arba grupės, prijungtos prie vieno dvigubos jungties galo, turėtų būti skirtingos. Pavyzdžiui, sekančioje molekulėje nėra geometrinių izomerų, abu atomai kairiajame gale yra vandeniliai. Dėl to, jei nubrėžtume jį cis arba trans, abi molekulės bus vienodos.
Bet nesvarbu, ar visos keturios prijungtos grupės ar atomai skiriasi. Ta proga galime juos pavadinti E arba Z.
Struktūriniai izomerai
Jie taip pat žinomi kaip konstituciniai izomerai. Konstituciniai izomerai yra izomerai, kurių molekulėse skiriasi atomų jungiamumas. Butanas yra paprasčiausias alkanas, rodantis konstitucinę izomerizmą. Butanas turi du konstitucinius izomerus – patį butaną ir izobuteną.
Kadangi jų jungtys skiriasi, dvi molekulės turi skirtingas fizines ir chemines savybes. Struktūrinius izomerus gali sudaryti angliavandeniliai, kai jie turi mažiausiai keturis anglies atomus. Yra trijų tipų struktūriniai izomerai: skeleto, padėties ir funkcinių grupių izomerai. Skeleto izomerizme, kaip parodyta aukščiau pateiktame pavyzdyje, skeletas pertvarkomas taip, kad gautų skirtingus izomerus. Padėties izomeruose funkcinė grupė ar kita grupė keičia padėtį. Funkcinių grupių izomerų molekulės, nors ir turi tą pačią formulę, skiriasi tuo, kad turi skirtingas funkcines grupes.
Kuo skiriasi geometriniai izomerai ir struktūriniai izomerai?
• Geometriniai izomerai yra stereoizomerai. Todėl jungtys taip pat yra vienodos, palyginti su struktūriniais izomerai, kur izomerai skiriasi dėl atomų jungčių. Geometriniai izomerai skiriasi dėl trimačio išdėstymo erdvėje.
• Dažnai molekulėje yra du geometriniai izomerai: cis, trans arba E, Z, tačiau molekulėje gali būti daug struktūrinių izomerų.
• Geometrinė izomerija iš esmės rodoma molekule su dvigubais anglies-anglies ryšiais. Struktūrinę izomerizmą taip pat rodo alkanai, alkenai, alkinai ir aromatiniai junginiai.
