איזומריות ציס-טראנס
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
בכימיה, איזומריות ציס-טראנס או איזומריות גאומטרית היא סוג של סטריאו-איזומריות המתארת את האוריינטציה של קבוצות פונקציונליות במולקולה. איזומרים כאלה כוללים בדרך כלל קשרים כפולים, כיוון שהאטומים המקושרים אינם יכולים להסתובב סביב ציר הקשר. תיתכן גם איזומריות מסוג זה במבנים טבעתיים, בהם יכולת הסיבוב סביב הקשרים מוגבלת מאוד.
המושג "איזומריות גאומטרית" נחשב לשם נרדף מיושן של "איזומריות ציס-טראנס", לפי ארגון IUPAC. לעתים הוא משמש לתיאור סטריאו-איזומריות כללית (כלומר, משמש גם לציון איזומרים אופטיים); המונח הנכון לציון סטריאו-איזומריות לא-אופטיות הוא דיאסטריאואיזומריות.
לחומר בעלת איזומריות ציס-טרנס שתי צורות - צורת ציס, וצורת טראנס. במקרה בו המתמירים מצביעים באותו כיוון, הדיאסטראומר מכונה "ציס", וכאשר הם מצביעים בכיוונים מנוגדים הדיאסטריאומר מכונה "טראנס". 2-בוטן מהווה דוגמה לפחמימה קטנה המציגה איזומריות ציס-טראנס (ראו משמאל).
גם לתרכובות אליציקליות ייתכנו איזומרי ציס וטרנס. דוגמה טובה לכך היא 1,2-דיכלורוציקלוהקסאן:
 |
 |
| trans-1,2-dichlorocyclohexane | cis-1,2-dichlorocyclohexane |
תוכן עניינים |
[עריכה] תכונות פיזיקליות של איזומרי ציס וטראנס
לעתים קרובות לאיזומרי ציס וטראנס תכונות פיזיקליות שונות. ההבדלים בין האיזומרים נובעים בדרך כלל מההבדל בצורת המולקולה, או מהמומנט דיפול הכללי שלה. הבדלים אלה יכולים להיות קטנים מאוד, כמו במקרה של נקודת הרתיחה של אלקנים לא מסועפים - לציס-2-פנטן טמפרטורת רתיחה של 36°C, ולטרנס-2-פנטן - 37°C. לעומתם, במקרה כמו ציקלואוקטן, לאיזומר הציס טמפ' רתיחה של 145°C, ולטראנס - 75°C בלבד. ההבדל הגדול בין האיזומרים נובע מהמתח הטבעתי הגדול בטראנס-ציקלואוקטן, שגם מפחית מאוד את יציבותו לעומת איזומר הציס. במקרה אחר, 2-butenedioic acid, ההבדלים הגדולים בתכונות הפיזיקליות ובריאקטיביות הביאו למתן שני שמות שונים לגמרי - אזור הציס קרוי חומצה מלאית, והטראנס - חומצה פומרית.
ניתן לזהות מגמות כללית במקרה של איזומרים גאומטריים הנובעים מנוכחות קשרים כפולים, ובמיוחד כאשר שני המתמירים זהים. מגמות אלה נובעות מהעובדה שהדיפולים של המתמירים מתקזזים כאשר הם באיזומר הטראנס (עקב הפנייה לכיוונים מנוגדים), אך נסכמים (באופן חלקי) באיזומר הציס, עקב הפנייה לכיוונים דומים (למרות שאינם זהים). לאיזומרי טראנס בדרך כלל גם צפיפות נמוכה יותר מאיזומר הציס.
לפי March,[1] באופן כללי לטראנס-אלקנים סימטריה גבוהה מאיזומרי הציס, ויש להם נקודת רתיחה גבוהה יותר, ומסיסות נמוכה יותר בממסים אינרטיים. קבועי הפיצול האופיינים בספקטרוסקופיית NMR גבוהים יותר עבור איזומר הטראנס (בין 12 ל-18 הרץ, ערך טיפוסי: 15Hz), לעומת איזומר הציס (בין 0 ל-12 הרץ, ערך טיפוסי: 8Hz).
[עריכה] סימוני E/Z
-1-bromo-1,2-dichloroethene.png/170px-(Z)-1-bromo-1,2-dichloroethene.png)
שיטת ציס/טרנס למתן שמות אינה מתאימה למקרים בהם יש יותר משני מתמירים שונים על אטומי הקשר הכפול. למקרים אלה פותחה שיטת סימון E/Z - האות Z מגיעה מהמילה הגרמנית zusammen ("ביחד"), המחליפה את הסימון ציס, והאות E - מהמילה entgegen ("נגד"), המחליפה את הסימון טראנס.
ההבחנה בין איזומר E ל-Z נעשית בעזרת כללי הדירוג של קהאן-אינגולד-פרלוג. באופן כללי - לאטומים בעלי מספר אטומי גבוה יותר - דירוג גבוה יותר ועבור אטומים זהים, קבוצות גדולות יותר (אתיל לעומת מתיל, לדוגמה) מקבלות דירוג גבוה יותר. אם שני המתמירים בעלי הדירוג הגבוה ביותר (אחד מכל צד של הקשר הכפול) פונים לאותו כיוון - האיזומר יכונה Z, ואם הם פונים לכיוונים מנוגדים - יכונה E.
[עריכה] הערות שוליים
- ^ Advanced organic Chemistry, Reactions, mechanisms and structure 3ed. page 111 Jerry March ISBN 0-471-85472-7
