Co to są izomery geometryczne?

Nazywany również izomerem cis-trans, geometryczny izomer jest rodzajem stereoizomeru, który ma dwa stany.Izomery to cząsteczki, które mają ten sam wzór molekularny, ale różnią się ich strukturą molekularną.Stereoizomer jest rodzajem izomeru, w którym atomy występują w tej samej kolejności, ale nadal są strukturalnie różne.W przypadku izomerów geometrycznych cząsteczki albo tworzą kształt schodów lub kształt U.

Powszechnie występujące w cząsteczkach z podwójnymi wiązaniami węglowymi, izomery geometryczne mogą wystąpić w dowolnej substancji, która ma dwa atomy centralne z wiązaniem podwójnym lub potrójnym.Pojedyncze wiązania, utworzone przez dwa atomy dzielące elektron, umożliwiają obrócenie cząsteczek na ich osi, zwane swobodną obrotem.Bezpłatna rotacja pozwala na różne konfiguracje strukturalne cząsteczek, mimo że atomy są związane dokładnie w ten sam sposób.Cząsteczki z pojedynczymi związanymi atomami centralnymi, które wykazują różne struktury, mogą wydawać się geometrycznymi izomerami, ale w rzeczywistości są po prostu tą samą cząsteczką, która skręciła się w jej wiązaniu.

Podwójne wiązania, utworzone przez dwa atomy dzielące dwa elektrony, nie pozwalają na bezpłatneobrót.Ponieważ ich rotacja jest ograniczona, cząsteczki z podwójnymi wiązaniami nie mogą skręcić, tworząc różne kształty, więc te, które wydają się mieć inne układ strukturalny, są strukturalnie różne cząsteczki.W geometrycznych izomerach atom i mdash;lub częściej grupa atomów i mdash;jest związany z każdym z centralnych atomów.To tworzy dwa rodzaje struktur.

W pierwszym grupie atomów jest przymocowana do atomu środkowego w tym samym miejscu dla obu atomów, więc każda strona cząsteczki jest lustrzanym obrazem drugiej.To tworzy cząsteczkę kształtu U lub izomer cis.W drugiej strukturze grupy atomowe są związane w przeciwnych miejscach na cząsteczkach centralnych, tworząc strukturę schodową.

Na przykład najprostszymi geometrycznymi izomery.Butene, C ₄ H ₈ ma cztery izomery, z których dwa to izomery geometryczne.Atomy centralne w But-2-ENE są węglem, połączonym podwójnym wiązaniem.Do każdego atomu węglowego jest atom wodoru i cząsteczka CH ₃ .W cis-but-2-enu cząsteczki CH ₃ znajdują się po tej samej stronie każdego atomu węgla, tworząc kształt U.W Trans-But-2-ENE cząsteczki CH ₃ znajdują się po przeciwnych stronach, tworząc kształt schodów.

Izomery geometryczne zachowują się inaczej od siebie.Na przykład CIS i trans, ale 2-en, mają różne temperatury gotowania i topnienia.Temperatura, w której izomer CIS gotuje się 39,2 i f (4 i deg; c), a jego temperatura topnienia wynosi -218 i f (-139 i deg; c), podczas gdy izomer trans gotuje się przy 33,8 i deg; f (1 i deg; c) istopić przy -157 i de; f (-105 i deg; c).