Unterschied zwischen geometrischen Isomeren und Strukturisomeren

Geometrische Isomere vs. Strukturisomere

Isomere sind verschiedene Verbindungen mit derselben Molekülformel. Es gibt verschiedene Arten von Isomeren. Isomere können hauptsächlich in zwei Gruppen als konstitutive Isomere und Stereoisomere unterteilt werden. Konstitutionsisomere sind Isomere, bei denen die Konnektivität von Atomen in Molekülen unterschiedlich ist. In Stereoisomeren sind Atome im Gegensatz zu Konstitutionsisomeren in der gleichen Reihenfolge verbunden. Stereoisomere unterscheiden sich nur in der Anordnung ihrer Atome im Raum. Stereoisomere können zwei Arten sein, Enantiomere und Diastereomere. Diastereomere sind Stereoisomere, deren Moleküle keine Spiegelbilder voneinander sind. Enantiomere sind Stereoisomere, deren Moleküle nicht überlagerbare Spiegelbilder voneinander sind. Enantiomere kommen nur mit chiralen Molekülen vor. Ein chirales Molekül ist definiert als eines, das nicht mit seinem Spiegelbild identisch ist. Daher sind das chirale Molekül und sein Spiegelbild Enantiomere voneinander. Zum Beispiel ist das 2-Butanol-Molekül chiral und es und seine Spiegelbilder sind Enantiomere.

Geometrische Isomere

Geometrische Isomere sind eine Art Stereoisomere. Diese Art von Isomeren ergibt sich, wenn Moleküle aufgrund einer Doppelbindung eine eingeschränkte Rotation aufweisen. Bei einer einzelnen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung ist die Rotation möglich. Wenn wir also die Atome zeichnen, ist ihre Anordnung gleich. Wenn es jedoch eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung gibt, können wir zwei Anordnungen von Atomen in einem Molekül zeichnen. Die resultierenden Isomere sind als cis-, trans-Isomere oder E-Z-Isomere bekannt. Im cis-Isomer befinden sich die gleichen Arten von Atomen auf derselben Seite des Moleküls. Beim trans-Isomer befinden sich jedoch die gleichen Arten von Atomen auf der gegenüberliegenden Seite des Moleküls. Zum Beispiel sind die cis- und trans-Strukturen für 1,2-Dichlorethan wie folgt.

Für ein Molekül mit geometrischen Isomeren reicht es nicht nur aus, nur eine Doppelbindung zu haben. Die zwei Atome oder Gruppen, die an ein Ende der Doppelbindung gebunden sind, sollten unterschiedlich sein. Beispielsweise hat das folgende Molekül keine geometrischen Isomere, beide Atome am linken Ende sind Wasserstoffatome. Wenn wir es also in cis oder trans zeichnen, sind beide Moleküle gleich.

Es ist jedoch egal, ob alle vier verbundenen Gruppen oder Atome unterschiedlich sind. In dieser Gelegenheit können wir sie als E oder Z bezeichnen.

Strukturisomere

Diese werden auch als Konstitutionsisomere bezeichnet. Konstitutionsisomere sind Isomere, bei denen die Konnektivität von Atomen in Molekülen unterschiedlich ist. Butan ist das einfachste Alkan, um konstitutionelle Isomerie zu zeigen. Butan hat zwei konstitutionelle Isomere, Butan selbst und Isobuten.

Da ihre Konnektivitäten unterschiedlich sind, haben zwei Moleküle unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften. Strukturisomere können durch Kohlenwasserstoffe gebildet werden, bei denen sie mindestens vier Kohlenstoffatome aufweisen. Es gibt drei Arten von Strukturisomeren: Skelett-, Positions- und funktionelle Gruppenisomere. In der Skelettisomerie wird, wie in dem obigen Beispiel angegeben, das Skelett zu unterschiedlichen Isomeren umgelagert. Bei Positionsisomeren ändert eine funktionelle Gruppe oder eine andere Gruppe ihre Position. In Isomeren mit funktionellen Gruppen unterscheiden sich Moleküle, obwohl sie die gleiche Formel haben, durch unterschiedliche funktionelle Gruppen.