Geomeetrilised isomeerid vs struktuursed isomeerid
Isomeerid on erinevad ühendid, millel on sama molekulvalem. Isomeere on erinevat tüüpi. Isomeerid võib põhiliselt jagada kahte rühma: põhiseaduslikud isomeerid ja stereoisomeerid. Põhiseaduslikud isomeerid on isomeerid, kus aatomite ühenduvus molekulides on erinev. Stereoisomeerides on aatomid ühendatud samas järjestuses, erinev alt põhiseaduslikest isomeeridest. Stereoisomeerid erinevad ainult oma aatomite paigutuse poolest ruumis. Stereoisomeerid võivad olla kahte tüüpi, enantiomeerid ja diastereomeerid. Diastereomeerid on stereoisomeerid, mille molekulid ei ole üksteise peegelpildid. Enantiomeerid on stereoisomeerid, mille molekulid on üksteise mittepeale kantavad peegelpildid. Enantiomeerid esinevad ainult kiraalsete molekulidega. Kiraalne molekul on määratletud kui molekul, mis ei ole selle peegelpildiga identne. Seetõttu on kiraalne molekul ja selle peegelpilt teineteise enantiomeerid. Näiteks 2-butanooli molekul on kiraalne ning see ja selle peegelpildid on enantiomeerid.
Geomeetrilised isomeerid
Geomeetrilised isomeerid on teatud tüüpi stereoisomeerid. Seda tüüpi isomeerid tekivad siis, kui molekulide pöörlemine on piiratud, peamiselt kaksiksideme tõttu. Kui on üks süsinik-süsinik side, on pöörlemine võimalik. Seega, ükskõik kuidas me aatomeid joonistame, on nende paigutus sama. Kuid kui on olemas süsinik-süsinik kaksikside, saame molekulis joonistada kaks aatomite paigutust. Saadud isomeerid on tuntud kui cis-, trans-isomeerid või E-Z isomeerid. Cis-isomeeris on sama tüüpi aatomid molekuli samal küljel. Kuid trans-isomeeris on sama tüüpi aatomid molekuli vastasküljel. Näiteks on 1,2-dikloroetaani cis- ja trans-struktuurid järgmised.
Selleks, et molekulil oleks geomeetrilised isomeerid, ei piisa ainult kaksiksidemest. Kaks aatomit või rühma, mis on seotud kaksiksideme ühe otsaga, peaksid olema erinevad. Näiteks järgmisel molekulil ei ole geomeetrilisi isomeere, mõlemad vasakpoolses otsas olevad aatomid on vesinikud. Seetõttu, kui joonistame selle kas cis- või trans-vormingus, on mõlemad molekulid samad.
Kuid pole vahet, kas kõik neli ühendatud rühma või aatomit on erinevad. Sel juhul võime neid nimetada E või Z.
Struktuursed isomeerid
Neid tuntakse ka põhiseaduslike isomeeridena. Põhiseaduslikud isomeerid on isomeerid, kus aatomite ühenduvus molekulides on erinev. Butaan on lihtsaim alkaan, mis näitab põhiseaduslikku isomeeria. Butaanil on kaks põhiseaduslikku isomeeri, butaan ise ja isobuteen.
Kuna nende ühenduvus on erinev, on kahel molekulil erinevad füüsikalised ja keemilised omadused. Struktuurseid isomeere võivad moodustada süsivesinikud, kui neil on vähem alt neli süsinikuaatomit. Struktuurseid isomeere on kolme tüüpi skeleti-, positsiooni- ja funktsionaalrühma isomeeridena. Skeleti isomeerias, nagu on näidatud ül altoodud näites, on skelett ümber paigutatud, et saada erinevad isomeerid. Positsiooniisomeerides muudab funktsionaalrühm või mõni muu rühm positsiooni. Funktsionaalrühma isomeerides, kuigi neil on sama valem, erinevad molekulid erinevate funktsionaalrühmade poolest.
Mis vahe on geomeetrilistel isomeeridel ja struktuursetel isomeeridel?
• Geomeetrilised isomeerid on stereoisomeerid. Seetõttu on ka ühenduvused samad võrreldes struktuursete isomeeridega, kus isomeerid erinevad aatomite ühenduvuse tõttu. Geomeetrilistes isomeerides erinevad need ruumi kolmemõõtmelise paigutuse tõttu.
• Sageli on molekulis kaks geomeetrilist isomeeri nagu cis, trans või E, Z, kuid molekulis võib olla suur hulk struktuurseid isomeere.
• Geomeetrilist isomeeriat näitab põhiliselt süsinik-süsinik kaksiksidemega molekul. Struktuurset isomeeriat näitavad ka alkaanid, alkeenid, alküünid ja aromaatsed ühendid.
