Ģeometriskie izomēri pret strukturālajiem izomēriem
Izomēri ir dažādi savienojumi ar vienādu molekulāro formulu. Ir dažādi izomēru veidi. Izomērus galvenokārt var iedalīt divās grupās kā konstitucionālus un stereoizomērus. Konstitucionālie izomēri ir izomēri, kur atomu savienojamība molekulās atšķiras. Stereoizomēros atomi ir savienoti vienā secībā, atšķirībā no konstitucionālajiem izomēriem. Stereoizomeri atšķiras tikai pēc to atomu izvietojuma telpā. Stereoizomēri var būt divu veidu, enantiomēru un diastereomēru. Diastereomēri ir stereoizomēri, kuru molekulas nav viens otra spoguļattēli. Enantiomēri ir stereoizomēri, kuru molekulas nav savstarpēji savienojami spoguļattēli. Enantiomēri rodas tikai ar kirālām molekulām. Hirālā molekula ir definēta kā tāda, kas nav identiska tās spoguļattēlam. Tāpēckirālā molekula un tās spoguļattēls ir viens otra enantiomēri. Piemēram, 2-butanola molekula ir kirāla, un tā un tās spoguļattēli ir enantiomēri.
Ģeometriskie izomēri
Ģeometriskie izomēri ir stereoizomēru veids. Šāda veida izomēri rodas, kad molekulām ir ierobežota rotācija, galvenokārt, divkāršās 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 dubultā saite, mēs molekulā varam uzzīmēt divus atomu izvietojumus. Iegūtie izomēri ir pazīstami kā cis, trans izomēri vai EZ 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, 1,2-dihloretāna cis un trans struktūras ir šādas.
Lai molekulā būtu ģeometriski izomēri, nepietiek tikai ar divkāršo saiti. Diviem atomiem vai grupām, kas piestiprinātas pie dubultās saites viena gala, jābūt atšķirīgai. Piemēram, sekojošai molekulai nav ģeometrisko izomēru, abi atomi kreisajā galā ir ūdeņraži. Tāpēc, ja mēs to ievelkam cis vai trans, abas molekulas ir vienādas.
Bet nav svarīgi, vai visas četras piesaistītās grupas vai atomi atšķiras. Šajā gadījumā mēs tos varam nosaukt par E vai Z.
Strukturālie izomēri
Tie ir pazīstami arī kā konstitucionālie izomēri. Konstitucionālie izomēri ir izomēri, kur atomu savienojamība molekulās atšķiras. Butāns ir vienkāršākais alkāns, kas parāda konstitucionālo izomēriju. Butānam ir divi konstitucionālie izomēri, pats butāns un izobutēns.
Tā kā to savienojamība ir atšķirīga, divām molekulām ir atšķirīgas fizikālās un ķīmiskās īpašības. Strukturālos izomērus var veidot ogļūdeņraži, kur tiem ir vismaz četri oglekļa atomi. Ir trīs strukturālo izomēru veidi: skeleta, pozicionālās 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. Lai gan funkcionālo grupu izomēros molekulas ir vienādas, molekulas atšķiras no tām, kurām ir dažādas funkcionālās grupas.
Kāda ir atšķirība starp ģeometriskajiem un strukturālajiem izomēriem?
• Ģeometriskie izomēri ir stereoizomēri. Tāpēc savienojamība ir arī tāda pati kā strukturālajos izomēros, kur izomeri atšķiras atomu savienojamības dēļ. Ģeometriskos 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 izomerismu pamatā parāda molekula ar oglekļa-oglekļa dubultās saites. Strukturālo izomēriju parāda arī alkāni, alkēni, alkīni un aromātiskie savienojumi.
