Geometrické izomery vs strukturální izomery
Izomery jsou různé sloučeniny se stejným molekulovým vzorcem. Existují různé typy izomerů. Izomery lze hlavně rozdělit do dvou skupin jako konstituční isomery a stereoisomery. Konstituční izomery jsou izomery, kde se konektivita atomů liší v molekulách. Ve stereoizomerech jsou atomy spojeny ve stejné sekvenci, na rozdíl od konstitučních izomerů. Stereoizomery se liší pouze uspořádáním svých atomů v prostoru. Stereoisomery mohou být dvou typů, enantiomery a diastereomery. Diastereomery jsou stereoizomery, jejichž molekuly nejsou navzájem zrcadlovými obrazy. Enantiomery jsou stereoizomery, jejichž molekuly jsou vzájemně nepřeložitelnými zrcadlovými obrazy. Enantiomery se vyskytují pouze u chirálních molekul. Chirální molekula je definována jako molekula, která není totožná se svým zrcadlovým obrazem. Proto jsou chirální molekula a její zrcadlový obraz navzájem enantiomery. Například molekula 2-butanolu je chirální a ona a její zrcadlové obrazy jsou enantiomery.
Geometrické izomery
Geometrické izomery jsou typem stereoizomerů. Tento typ izomerů vzniká, když molekuly mají omezenou rotaci v podstatě kvůli dvojné vazbě. Pokud existuje jednoduchá vazba uhlík-uhlík, rotace je možná. Ať už tedy atomy nakreslíme jakkoli, jejich uspořádání bude stejné. Ale když existuje dvojná vazba uhlík – uhlík, můžeme nakreslit dvě uspořádání atomů v molekule. Výsledné izomery jsou známé jako cis, trans izomery nebo E-Z izomery. V cis izomeru jsou stejné typy atomů na stejné straně molekuly. Ale v trans izomeru jsou stejné typy atomů na opačné straně molekuly. Například cis a trans struktury pro 1,2-dichlorethan jsou následující.
K tomu, aby molekula měla geometrické izomery, nestačí mít pouze dvojnou vazbu. Dva atomy nebo skupiny připojené k jednomu konci dvojné vazby by měly být různé. Například následující molekula nemá geometrické izomery, oba atomy na levém konci jsou vodíky. Z toho důvodu, když to nakreslíme buď v cis nebo trans, obě molekuly jsou stejné.
Nezáleží však na tom, zda jsou všechny čtyři připojené skupiny nebo atomy odlišné. Při té příležitosti je můžeme pojmenovat jako E nebo Z.
Strukturální izomery
Jsou také známé jako konstituční izomery. Konstituční izomery jsou izomery, kde se konektivita atomů liší v molekulách. Butan je nejjednodušší alkan vykazující konstituční izomerii. Butan má dva konstituční izomery, samotný butan a izobuten.
Jelikož jsou jejich konektivity různé, mají dvě molekuly různé fyzikální a chemické vlastnosti. Strukturní izomery mohou být tvořeny uhlovodíky, kde mají minimálně čtyři atomy uhlíku. Existují tři typy strukturních izomerů jako skeletální, polohové a funkční skupinové izomery. Ve skeletální izomerii, jak je uvedeno ve výše uvedeném příkladu, je skelet přeskupován za vzniku různých izomerů. V polohových izomerech funkční skupina nebo jiná skupina mění polohu. V izomerech funkčních skupin, ačkoli mají stejný vzorec, se molekuly liší tím, že mají různé funkční skupiny.
Jaký je rozdíl mezi geometrickými izomery a strukturními izomery?
• Geometrické izomery jsou stereoizomery. Proto jsou konektivity také stejné ve srovnání se strukturními izomery, kde se izomery liší v důsledku konektivity atomů. V geometrických izomerech se liší díky trojrozměrnému uspořádání v prostoru.
• Pro molekulu často existují dva geometrické izomery jako cis, trans nebo E, Z, ale pro molekulu může existovat velké množství strukturních izomerů.
• Geometrický izomerismus je v zásadě znázorněn molekulou s dvojnými vazbami uhlík-uhlík. Strukturní izomerii vykazují také alkany, alkeny, alkyny a aromatické sloučeniny.
