Également appelé
un isomère cis-trans, un isomère géométrique est un type de stéréo-isomère qui
a deux états. Les isomères sont des molécules qui ont la même formule
moléculaire mais qui diffèrent par leur structure moléculaire. Un stéréoisomère
est un type d'isomère dans lequel les atomes se trouvent dans le même ordre,
mais sont encore structurellement différent. Dans le cas des isomères
géométriques, soit molécules forment une forme d'escalier ou une forme en U.
Fréquemment
rencontrés dans les molécules avec carbone-carbone doubles liaisons, isomères
géométriques peuvent se produire dans n'importe quelle substance qui possède
deux atomes centraux avec une double ou triple liaison. Liaisons simples, créé
par deux atomes partageant un électron, permettent molécules tournent sur leur
axe, appelé rotation libre. Rotation libre permet différentes configurations
structurelles des molécules même si les atomes sont liés exactement de la même
façon. Molécules avec des atomes simples collés centrales qui montrent
différentes structures peuvent sembler être des isomères géométriques, mais sont
en fait tout simplement la même molécule qui a tordu dans sa liaison.
Les doubles
liaisons, créé par deux atomes partageant deux électrons, ne permettent pas de
rotation libre. Depuis leur rotation est limitée, les molécules avec des
doubles liaisons peuvent pas tordre pour former des formes différentes, de
sorte que ceux qui semblent avoir un agencement structurel différents sont
structurellement différentes molécules. Dans les isomères géométriques, un
atome - ou plus souvent un groupe d'atomes - est lié à chacun des atomes
centraux. Ceci crée deux types de structures.
Annonce
Dans la
première, le groupe d'atomes est attaché à l'atome central au même endroit pour
les deux atomes de carbone, de sorte que chaque côté de la molécule est une
image en miroir de l'autre. Cela crée la molécule de forme en U, ou l'isomère
cis. Dans la deuxième structure, les groupes d'atomes sont liés à des endroits
opposés sur les molécules centrales, ce qui crée une structure d'escalier.
Par exemple, les
isomères géométriques les plus simples sont le but-2-ène, les isomères de
butène gazeux, qui se trouve dans l'huile. Butène, C 4 H 8 a quatre isomères,
dont deux sont des isomères géométriques. Les atomes dans le centre de
but-2-ène sont à la fois carbone, lié par une double liaison. Attachés à chaque
atome de carbone est un atome d'hydrogène et une molécule de CH 3. Dans
cis-but-2-ène, les molécules de CH 3 sont situés sur le même côté de chaque
atome de carbone, formant une forme en U. Dans trans-but-2-ène, les CH 3 molécules
sont situés sur les côtés opposés, formant forme d'escalier.
Isomères
géométriques comportent différemment l'une de l'autre. Par exemple cis et trans
but-2-ène, ont des points d'ébullition et de fusion. La température à laquelle
l'isomère cis ébullition est de 39,2 ° F (4 ° C) et sa température de fusion
est de -218 ° F (-139 ° C), tandis que l'isomère trans va bouillir à 33,8 ° F
(1 ° C) et à faire fondre -157 ° F (-105 ° C).