Quando i gruppi sostituenti sono orientati nella stessa direzione, il diastereomero viene indicato come cis, mentre, quando i sostituenti sono orientati in direzioni opposte, il diastereomero viene indicato come trans. Un esempio di un piccolo idrocarburo che mostra l’isomerismo cis–trans è but-2-en.
I composti aliciclici possono anche mostrare isomerismo cis-trans., Come esempio di un isomero geometrico a causa di una struttura ad anello, in considerazione 1,2-dichlorocyclohexane:
| trans-1,2-dichlorocyclohexane | cis-1,2-dichlorocyclohexane |
Confronto fisico propertiesEdit
isomeri Cis e trans spesso hanno differenti proprietà fisiche. Le differenze tra gli isomeri, in generale, derivano dalle differenze nella forma della molecola o nel momento di dipolo generale.,
Queste differenze possono essere molto piccole, come nel caso del punto di ebollizione degli alcheni a catena retta, come pent-2-en, che è 37 °C nell’isomero cis e 36 °C nell’isomero trans. Le differenze tra isomeri cis e trans possono essere maggiori se sono presenti legami polari, come negli 1,2-dicloroeteni. L’isomero cis in questo caso ha un punto di ebollizione di 60,3 °C, mentre l’isomero trans ha un punto di ebollizione di 47,5 °C., Nell’isomero cis i due momenti di dipolo del legame C-Cl polare si combinano per dare un dipolo molecolare complessivo, in modo che ci siano forze dipolo–dipolo intermolecolari (o forze di Keesom), che si aggiungono alle forze di dispersione di Londra e aumentano il punto di ebollizione. Nell’isomero trans, invece, ciò non si verifica perché i due momenti di legame C-Cl si annullano e la molecola ha un dipolo netto zero (tuttavia ha un quadrupolo diverso da zero).
I due isomeri dell’acido butendioico hanno differenze così grandi nelle proprietà e nelle reattività che in realtà sono stati dati nomi completamente diversi., L’isomero cis è chiamato acido maleico e l’acido fumarico isomero trans. La polarità è fondamentale per determinare il punto di ebollizione relativo in quanto causa un aumento delle forze intermolecolari, aumentando così il punto di ebollizione. Allo stesso modo, la simmetria è fondamentale per determinare il punto di fusione relativo in quanto consente un migliore imballaggio allo stato solido, anche se non altera la polarità della molecola. Un esempio di ciò è la relazione tra acido oleico e acido elaidico; l’acido oleico, l’isomero cis, ha un punto di fusione di 13.,4 °C, rendendolo un liquido a temperatura ambiente, mentre l’isomero trans, l’acido elaidico, ha il punto di fusione molto più alto di 43 °C, a causa del fatto che l’isomero trans più dritto è in grado di imballare più strettamente ed è solido a temperatura ambiente.
Quindi, gli alcheni trans, che sono meno polari e più simmetrici, hanno punti di ebollizione più bassi e punti di fusione più alti, e gli alcheni cis, che sono generalmente più polari e meno simmetrici, hanno punti di ebollizione più alti e punti di fusione più bassi.,
Nel caso di isomeri geometrici che sono una conseguenza di doppi legami, e, in particolare, quando entrambi i sostituenti sono uguali, alcune tendenze generali di solito tengono. Queste tendenze possono essere attribuite al fatto che i dipoli dei sostituenti in un isomero cis si sommeranno per dare un dipolo molecolare complessivo. In un isomero trans, i dipoli dei sostituenti si annullano a causa di essere su lati opposti della molecola. Gli isomeri trans tendono anche ad avere densità inferiori rispetto alle loro controparti cis.,
Come tendenza generale, gli alcheni trans tendono ad avere punti di fusione più elevati e una minore solubilità in solventi inerti, poiché gli alcheni trans, in generale, sono più simmetrici degli alcheni cis.
StabilitàEdit
Di solito per i sistemi aciclici gli isomeri trans sono più stabili degli isomeri cis.Ciò è dovuto tipicamente all’interazione sterica sfavorevole aumentata dei sostituenti nell’isomero di cis. Pertanto, gli isomeri trans hanno un calore di combustione meno esotermico, indicando una maggiore stabilità termochimica. Nel calore Benson del gruppo di formazione additività dataset, isomeri cis soffrono di un 1.,10 kcal/mol penalità di stabilità. Esistono eccezioni a questa regola, come 1,2-difluoroetilene, 1,2 – difluorodiazene (FN=NF) e molti altri etileni alogeni e sostituiti dall’ossigeno. In questi casi, l’isomero cis è più stabile dell’isomero trans. Questo fenomeno è chiamato effetto cis.,
E/Z notationEdit
Bromo ha una maggiore CIP priorità di cloro, in modo che questo alchene è l’isomero Z
Il cis–trans, il sistema per la denominazione di alchene isomeri di solito dovrebbe essere utilizzato solo quando ci sono solo due diversi sostituenti sul doppio legame, quindi non c’è confusione su quale sostituenti sono descritti anche in relazione all’altra., Per i casi più complessi, la designazione cis / trans è generalmente basata sulla catena di carbonio più lunga che si riflette nel nome della radice della molecola (cioè un’estensione della nomenclatura organica standard per la struttura madre). Le denominazioni standard IUPAC E-Z sono inequivocabili in tutti i casi, e quindi sono particolarmente utili per alcheni tri-e tetrasostituiti per evitare qualsiasi confusione su quali gruppi vengono identificati come cis o trans tra loro.
Z (dal tedesco zusammen) significa “insieme”. E (dal tedesco entgegen) significa “opposto” nel senso di “opposto”., Cioè, Z ha i gruppi a priorità più alta cis tra loro e E ha i gruppi a priorità più alta trans tra loro. Se una configurazione molecolare è designata E o Z è determinata dalle regole di priorità di Cahn-Ingold-Prelog; numeri atomici più alti hanno una priorità più alta. Per ciascuno dei due atomi nel doppio legame, è necessario determinare la priorità di ciascun sostituente. Se entrambi i sostituenti a priorità più alta sono sullo stesso lato, la disposizione è Z; se su lati opposti, la disposizione è E.
