Geometrische Isomere vs. Strukturisomere
Isomere sind verschiedene Verbindungen mit der gleichen Summenformel. Es gibt verschiedene Arten von Isomeren. Isomere können hauptsächlich in zwei Gruppen als Konstitutionsisomere und Stereoisomere eingeteilt werden. Konstitutionsisomere sind Isomere, bei denen sich die Konnektivität von Atomen in Molekülen unterscheidet. In Stereoisomeren sind Atome im Gegensatz zu Konstitutionsisomeren in derselben Reihenfolge verbunden. Stereoisomere unterscheiden sich nur in der Anordnung ihrer Atome im Raum. Es gibt zwei Arten von Stereoisomeren, Enantiomere und Diastereomere. Diastereomere sind Stereoisomere, deren Moleküle keine Spiegelbilder voneinander sind. Enantiomere sind Stereoisomere, deren Moleküle nicht überlagerbare Spiegelbilder voneinander sind. Enantiomere treten nur bei chiralen Molekülen auf. Ein chirales Molekül ist definiert als eines, das nicht mit seinem Spiegelbild identisch ist. Daher sind das chirale Molekül und sein Spiegelbild Enantiomere voneinander. Beispielsweise ist das 2-Butanol-Molekül chiral, und es und seine Spiegelbilder sind Enantiomere.
Geometrische Isomere
Geometrische Isomere sind eine Art von Stereoisomeren. Diese Art von Isomeren entsteht, wenn Moleküle grundsätzlich aufgrund einer Doppelbindung eine eingeschränkte Rotation haben. Wenn es eine einzelne Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung gibt, ist die Rotation möglich. Wie auch immer wir die Atome zeichnen, ihre Anordnung wird daher dieselbe sein. Aber wenn es 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. Beim cis-Isomer befinden sich gleiche Arten von Atomen auf der gleichen Seite des Moleküls. Aber im trans-Isomer befinden sich die gleichen Arten von Atomen auf der gegenüberliegenden Seite des Moleküls. Beispielsweise sind die cis- und trans-Strukturen für 1,2-Dichlorethan wie folgt.
Damit ein Molekül geometrische Isomere hat, reicht es nicht nur aus, nur eine Doppelbindung zu haben. Die zwei Atome oder Gruppen, die an einem Ende der Doppelbindung angebracht sind, sollten unterschiedlich sein. Zum Beispiel 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.
Aber es spielt keine Rolle, ob alle vier angehängten Gruppen oder Atome unterschiedlich sind. In diesem Fall können wir sie als E oder Z benennen.
Strukturisomere
Diese werden auch als Konstitutionsisomere bezeichnet. Konstitutionsisomere sind Isomere, bei denen sich die Konnektivität von Atomen in Molekülen unterscheidet. Butan ist das einfachste Alkan, das eine konstitutionelle Isomerie zeigt. Butan hat zwei Konstitutionsisomere, Butan selbst und Isobuten.
Da ihre Konnektivität unterschiedlich ist, haben zwei Moleküle unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften. Strukturisomere können von Kohlenwasserstoffen gebildet werden, wenn sie mindestens vier Kohlenstoffatome aufweisen. Es gibt drei Typen von Strukturisomeren als Gerüst-, Positions- und funktionelle Gruppenisomere. Bei der Skelettisomerie, wie sie im obigen Beispiel angegeben ist, wird das Skelett neu angeordnet, um verschiedene Isomere zu ergeben. Bei Positionsisomeren ändert eine funktionelle Gruppe oder eine andere Gruppe ihre Position. Bei Isomeren funktioneller Gruppen unterscheiden sich Moleküle, obwohl sie die gleiche Formel haben, dadurch, dass sie unterschiedliche funktionelle Gruppen haben.
Was ist der Unterschied zwischen geometrischen Isomeren und Strukturisomeren?
• Geometrische Isomere sind Stereoisomere. Daher sind auch die Konnektivitäten im Vergleich zu Strukturisomeren gleich, wobei sich Isomere aufgrund der Konnektivität der Atome unterscheiden. In geometrische Isomere unterscheiden sie sich aufgrund der dreidimensionalen Anordnung im Raum.
• Oft gibt es für ein Molekül zwei geometrische Isomere wie cis, trans oder E, Z, aber für ein Molekül kann es eine große Anzahl struktureller Isomere geben.
• Geometrische Isomerie wird grundsätzlich durch Moleküle mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen gezeigt. Strukturisomerie zeigen auch Alkane, Alkene, Alkine und Aromaten.
