Geometrické izoméry vs štrukturálne izoméry
Izoméry sú rôzne zlúčeniny s rovnakým molekulovým vzorcom. Existujú rôzne typy izomérov. Izoméry možno rozdeliť hlavne do dvoch skupín ako konštitučné izoméry a stereoizoméry. Konštitučné izoméry sú izoméry, kde sa konektivita atómov líši v molekulách. V stereoizoméroch sú atómy spojené v rovnakom poradí, na rozdiel od konštitučných izomérov. Stereoizoméry sa líšia iba usporiadaním svojich atómov v priestore. Stereoizoméry môžu byť dvoch typov, enantioméry a diastereoméry. Diastereoméry sú stereoizoméry, ktorých molekuly nie sú vzájomnými zrkadlovými obrazmi. Enantioméry sú stereoizoméry, ktorých molekuly sú navzájom neprekrývateľnými zrkadlovými obrazmi. Enantioméry sa vyskytujú iba s chirálnymi molekulami. Chirálna molekula je definovaná ako molekula, ktorá nie je totožná so svojím zrkadlovým obrazom. Preto sú chirálna molekula a jej zrkadlový obraz navzájom enantiomérmi. Napríklad molekula 2-butanolu je chirálna a ona a jej zrkadlové obrazy sú enantioméry.
Geometrické izoméry
Geometrické izoméry sú typom stereoizomérov. Tento typ izomérov vzniká, keď molekuly majú obmedzenú rotáciu, v podstate kvôli dvojitej väzbe. Keď existuje jednoduchá väzba uhlík-uhlík, rotácia je možná. Preto nech nakreslíme atómy akokoľvek, ich usporiadanie bude rovnaké. Ale keď existuje dvojitá väzba uhlík-uhlík, môžeme nakresliť dve usporiadania atómov v molekule. Výsledné izoméry sú známe ako cis, trans izoméry alebo E-Z izoméry. V cis izoméri sú rovnaké typy atómov na rovnakej strane molekuly. Ale v trans izoméri sú rovnaké typy atómov na opačnej strane molekuly. Napríklad cis a trans štruktúry pre 1,2-dichlóretán sú nasledovné.
Na to, aby molekula mala geometrické izoméry, nestačí mať iba dvojitú väzbu. Dva atómy alebo skupiny pripojené k jednému koncu dvojitej väzby by mali byť odlišné. Napríklad nasledujúca molekula nemá geometrické izoméry, oba atómy na ľavom konci sú vodíky. Z tohto dôvodu, ak to nakreslíme v cis alebo trans, obe molekuly sú rovnaké.
Nezáleží však na tom, či sú všetky štyri pripojené skupiny alebo atómy odlišné. Pri tej príležitosti ich môžeme pomenovať ako E alebo Z.
Štrukturálne izoméry
Sú tiež známe ako konštitučné izoméry. Konštitučné izoméry sú izoméry, kde sa konektivita atómov líši v molekulách. Bután je najjednoduchší alkán, ktorý vykazuje konštitučnú izomériu. Bután má dva konštitučné izoméry, samotný bután a izobutén.
Keďže ich konektivity sú rôzne, dve molekuly majú rôzne fyzikálne a chemické vlastnosti. Štrukturálne izoméry môžu byť tvorené uhľovodíkmi, kde majú minimálne štyri atómy uhlíka. Existujú tri typy štrukturálnych izomérov, ako sú skeletové izoméry, pozičné izoméry a izoméry funkčných skupín. V skeletálnej izomérii, ako je uvedené vo vyššie uvedenom príklade, je skelet preusporiadaný tak, že poskytuje rôzne izoméry. V polohových izoméroch funkčná skupina alebo iná skupina mení polohu. V izoméroch funkčných skupín, hoci majú rovnaký vzorec, sa molekuly líšia tým, že majú rôzne funkčné skupiny.
Aký je rozdiel medzi geometrickými izomérmi a štruktúrnymi izomérmi?
• Geometrické izoméry sú stereoizoméry. Preto sú konektivity rovnaké v porovnaní so štrukturálnymi izomérmi, kde sa izoméry líšia v dôsledku konektivity atómov. V geometrických izoméroch sa líšia v dôsledku trojrozmerného usporiadania v priestore.
• Pre molekulu často existujú dva geometrické izoméry ako cis, trans alebo E, Z, ale pre molekulu môže existovať veľký počet štruktúrnych izomérov.
• Geometrická izoméria je v podstate znázornená molekulou s dvojitými väzbami uhlík-uhlík. Štrukturálnu izomériu vykazujú aj alkány, alkény, alkíny a aromatické zlúčeniny.
