Geometrijski izomeri proti strukturnim izomerom
Izomeri so različne spojine z isto molekulsko formulo. Obstajajo različne vrste izomerov. Izomere lahko v glavnem razdelimo v dve skupini kot konstitucionalne izomere in stereoizomere. Konstitucionalni izomeri so izomeri, kjer je povezanost atomov v molekulah različna. V stereoizomerih so atomi povezani v istem zaporedju, za razliko od konstitucionalnih izomerov. Stereoizomeri se razlikujejo le po razporeditvi svojih atomov v prostoru. Stereoizomeri so lahko dveh vrst, enantiomeri in diastereomeri. Diastereomeri so stereoizomeri, katerih molekule niso zrcalne slike druga druge. Enantiomeri so stereoizomeri, katerih molekule so druga druge zrcalne slike, ki jih ni mogoče združiti. Enantiomeri se pojavljajo samo s kiralnimi molekulami. Kiralna molekula je opredeljena kot tista, ki ni enaka svoji zrcalni podobi. Zato sta kiralna molekula in njena zrcalna slika enantiomera druga druge. Na primer, molekula 2-butanola je kiralna, ona in njene zrcalne slike pa so enantiomeri.
Geometrijski izomeri
Geometrijski izomeri so vrsta stereoizomerov. Ta vrsta izomerov nastane, ko imajo molekule omejeno vrtenje, v bistvu zaradi dvojne vezi. Ko obstaja ena sama vez ogljik – ogljik, je rotacija možna. Torej, kakor koli narišemo atome, bo njihova razporeditev enaka. Ko pa obstaja dvojna vez ogljik-ogljik, lahko narišemo dve razporeditvi atomov v molekuli. Nastali izomeri so znani kot cis, trans izomeri ali E-Z izomeri. V cis izomeru so iste vrste atomov na isti strani molekule. Toda v trans izomeru so iste vrste atomov na nasprotni strani molekule. Na primer, cis in trans strukturi za 1,2-dikloroetan sta naslednji.
Da ima molekula geometrijske izomere, ni dovolj le, da ima samo dvojno vez. Dva atoma ali skupini, vezani na en konec dvojne vezi, bi morali biti različni. Na primer, naslednja molekula nima geometrijskih izomerov, oba atoma na levem koncu sta vodika. Zaradi tega, če narišemo v cis ali trans, sta obe molekuli enaki.
Ampak ni pomembno, ali so vse štiri pritrjene skupine ali atomi različni. V tem primeru jih lahko poimenujemo kot E ali Z.
Strukturni izomeri
Ti so znani tudi kot konstitucionalni izomeri. Konstitucionalni izomeri so izomeri, kjer je povezanost atomov v molekulah različna. Butan je najpreprostejši alkan, ki kaže ustavno izomerijo. Butan ima dva konstitucionalna izomera, sam butan in izobuten.
Ker sta njuni povezljivosti različni, imata dve molekuli različne fizikalne in kemijske lastnosti. Strukturne izomere lahko tvorijo ogljikovodiki, kjer imajo najmanj štiri ogljikove atome. Obstajajo tri vrste strukturnih izomerov, kot so skeletni, položajni in funkcionalni izomeri. Pri skeletni izomeriji, kot je podano v zgornjem primeru, je skelet preurejen, da dobi različne izomere. V položajnih izomerih funkcionalna skupina ali druga skupina spremeni položaj. Čeprav imajo izomeri funkcionalnih skupin enako formulo, se molekule razlikujejo po tem, da imajo različne funkcionalne skupine.
Kakšna je razlika med geometrijskimi izomeri in strukturnimi izomeri?
• Geometrijski izomeri so stereoizomeri. Zato so tudi povezljivosti enake v primerjavi s strukturnimi izomeri, kjer se izomeri razlikujejo zaradi povezanosti atomov. V geometrijskih izomerih se razlikujejo zaradi tridimenzionalne razporeditve v prostoru.
• Za molekulo sta pogosto dva geometrijska izomera, kot sta cis, trans ali E, Z, vendar je za molekulo lahko veliko število strukturnih izomerov.
• Geometrijsko izomerijo v osnovi prikazujejo molekule z dvojnimi vezmi ogljik-ogljik. Strukturno izomerijo kažejo tudi alkani, alkeni, alkini in aromatske spojine.
