In der organischen Chemie, cis/trans isomerism' (auch bekannt als geometrischer isomerism, Konfiguration isomerism oder E/Z isomerism') ist eine Form von stereoisomerism das Beschreiben der Orientierung von funktionellen Gruppen innerhalb eines Moleküls. Im Allgemeinen enthalten solche isomers Doppelbindungen, die nicht rotieren können, aber sie können auch aus Ringstrukturen entstehen, worin die Folge von Obligationen außerordentlich eingeschränkt wird. Cis und trans isomers kommen sowohl in organischen Molekülen als auch in anorganischen Koordinationskomplexen vor.

Die Begriffe cis und trans sind von Latein, auf dem cis "auf derselben Seite" bedeutet und trans "auf der anderen Seite" oder "darüber" bedeutet. Der Begriff "geometrischer isomerism" wird als ein veraltetes Synonym "cis/trans isomerism" durch IUPAC betrachtet. Es wird manchmal als ein Synonym für allgemeinen stereoisomerism (z.B, optischer isomerism verwendet geometrischen isomerism genannt zu werden); der richtige Begriff für nichtoptischen stereoisomerism ist diastereomerism.

In der organischen Chemie

Wenn die substituent Gruppen in derselben Richtung orientiert werden, wird der diastereomer cis genannt, wohingegen, wenn die substituents in gegenüberliegenden Richtungen orientiert werden, der diastereomer trans genannt wird. Ein Beispiel eines kleinen Kohlenwasserstoffs, der cis/trans isomerism zeigt, ist 2-butene.

Zusammensetzungen von Alicyclic können auch cis/trans isomerism zeigen. Als ein Beispiel eines geometrischen isomer erwarteten zu einer Ringstruktur, betrachten Sie als 1,2-dichlorocyclohexane:

Vergleich von physikalischen Eigenschaften

Cis und trans isomers haben häufig verschiedene physikalische Eigenschaften. Unterschiede zwischen isomers entstehen im Allgemeinen aus den Unterschieden in Form des Moleküls oder der gesamte Dipolmoment.

Diese Unterschiede, können als im Fall vom Siedepunkt der geraden Kette alkenes, solcher als 2-pentene sehr klein sein, der 37°C im cis isomer und 36°C im trans isomer ist. Die Unterschiede zwischen cis und trans isomers können größer sein, wenn polare Obligationen, als im 1,2-dichloroethenes da sind. Der cis isomer hat in diesem Fall einen Siedepunkt 60.3°C, während der trans isomer einen Siedepunkt 47.5°C hat. Im cis isomer die zwei polaren C-Cl Band-Dipolmomente verbinden sich, um einen gesamten molekularen Dipol zu geben, so dass es zwischenmolekulare Dipoldipol-Kräfte gibt (oder Kräfte von Keesom), die zu den Londoner Streuungskräften beitragen und den Siedepunkt erheben. Im trans isomer andererseits kommt das nicht vor, weil die zwei C-Cl Band-Momente annullieren und das Molekül nichtpolar ist.

Die zwei isomers von butenedioic Säure haben solche großen Unterschiede in Eigenschaften und Wiedertätigkeiten, dass ihnen wirklich völlig verschiedene Namen gegeben wurde. Der cis isomer wird maleic Säure und den trans isomer fumaric Säure genannt. Widersprüchlichkeit ist Schlüssel in der Bestimmung des Verhältnissiedepunkts, weil es vergrößerte zwischenmolekulare Kräfte verursacht, dadurch den Siedepunkt erhebend. Auf dieselbe Weise ist Symmetrie Schlüssel in der Bestimmung des Verhältnisschmelzpunkts, wie es bessere Verpackung im festen Zustand berücksichtigt, selbst wenn es die Widersprüchlichkeit des Moleküls nicht verändert. Ein Beispiel davon ist die Beziehung zwischen Ölsäure und elaidic Säure; Ölsäure, der cis isomer, hat einen Schmelzpunkt von 13.4 Grad Celsius, es eine Flüssigkeit bei der Raumtemperatur machend, während der trans isomer, elaidic Säure, den viel höheren Schmelzpunkt von 43 Grad Celsius, wegen des geraderen trans isomer hat im Stande seiend, sich dichter verpacken zu lassen, und ist bei der Raumtemperatur fest.

So, trans-alkenes, die weniger polar und mehr symmetrisch sind, haben niedrigere Siedepunkte und höhere Schmelzpunkte, und cis-alkenes, die allgemein mehr polar und weniger symmetrisch sind, haben höhere Siedepunkte und niedrigere Schmelzpunkte.

Im Fall von geometrischen isomers, die eine Folge von Doppelbindungen sind, und, insbesondere wenn beide substituents dasselbe sind, halten einige allgemeine Tendenzen gewöhnlich. Diese Tendenzen können der Tatsache zugeschrieben werden, dass die Dipole des substituents in einem cis isomer stimmen werden, um einen gesamten molekularen Dipol zu geben. In einem trans isomer werden die Dipole des substituents wegen annullieren, dass sie auf der entgegengesetzten Seite des Moleküls sind. Trans isomers neigen auch dazu, niedrigere Dichten zu haben, als ihre cis Kollegen.

März bemerkt, dass trans alkenes dazu neigen, höhere Schmelzpunkte und niedrigere Löslichkeit in trägen Lösungsmitteln zu haben, weil trans alkenes im Allgemeinen mehr symmetrisch sind als cis alkenes.

Benachbarte Kopplungskonstanten (J), gemessen durch die NMR Spektroskopie, sind für trans-größer (Reihe: 12-18 Hz; typisch: 15 Hz) als für cis - (Reihe: 0-12 Hz; typisch: 8 Hz) isomers.

Stabilität

Gewöhnlich trans sind isomers stabiler als cis isomers. Das ist teilweise zu ihrer Gestalt erwartet; die geradere Gestalt von trans isomers führt zu zwischenmolekularen Wasserstoffkräften, die sie stabiler machen. Gemäß Jerry March, trans isomers haben auch eine niedrigere Verbrennungswärme, höher thermochemical Stabilität anzeigend. In der Bildungswärme-Gruppenadditivität von Benson dataset cis ertragen isomers eine 1.10 kcal/mol Stabilitätsstrafe. Ausnahmen zu dieser Regel, bestehen solcher als 1,2-difluoroethylene, 1,2-difluorodiazene (FN=NF) und mehreres anderes Halogen - und Sauerstoff-eingesetztes Äthylen. In diesen Fällen ist der cis isomer stabiler als der trans isomer. Dieses Phänomen wird die cis Wirkung genannt'.

E/Z Notation

Das cis/trans System, um isomers zu nennen, ist nicht wirksam, wenn es mehr als zwei verschiedene substituents auf einer Doppelbindung gibt. Die E/Z Notation sollte dann verwendet werden. Z (vom Deutschen) bedeutet "zusammen" und entspricht dem Begriff cis; E (vom Deutschen) bedeutet "gegenüber" und entspricht trans.

Ob eine molekulare Konfiguration benannt wird, werden E oder Z durch die Cahn-Ingold-Prelog Vorzugsregeln bestimmt; höhere Atomnummern werden höherer Vorrang gegeben. Für jedes der zwei Atome in der Doppelbindung ist es notwendig, den Vorrang jedes substituent zu bestimmen. Wenn beide der höhere Vorrang substituents ist auf derselben Seite, die Einordnung, Z sind; wenn auf Gegenseiten die Einordnung E ist.

In der anorganischen Chemie

Cis-Trans isomerism kann auch in anorganischen Zusammensetzungen, am meisten namentlich in diazenes und Koordinationszusammensetzungen vorkommen.

Diazenes

Diazenes (und der zusammenhängende diphosphenes) kann auch cis-trans isomerism ausstellen. Als mit organischen Zusammensetzungen ist der cis isomer allgemein die mehr reaktiven von den zwei, der einzige isomer seiend, der alkenes und alkynes zu alkanes, aber aus einem verschiedenen Grund reduzieren kann: Der trans isomer kann seinen hydrogens angemessen nicht aufstellen, um den alkene zu reduzieren, aber der cis kann isomer, verschieden gestaltet.

Koordinationskomplexe

In anorganischen Koordinationskomplexen mit octahedral oder planarer Quadratgeometrie gibt es auch cis isomers, in dem ähnliche ligands zusammen und trans isomers näher sind, in dem sie weiter einzeln sind.

Zum Beispiel gibt es zwei isomers von quadratischem planarem Pt (NH) Kl., wie erklärt, durch Alfred Werner 1893. Wie man zeigte, hatte der cis isomer, dessen voller Name cis-diamminedichloroplatinum (II) ist, 1969 von Barnett Rosenberg Antigeschwulst-Tätigkeit, und ist jetzt ein Chemotherapie-Rauschgift, das durch das Kurzwort cisplatin bekannt ist. Im Gegensatz hat der trans isomer (transplatin) keine nützliche Antikrebs-Tätigkeit. Jeder isomer kann mit der trans Wirkung synthetisiert werden zu kontrollieren, welcher isomer erzeugt wird.

Für octahedral Komplexe der Formel MXY bestehen zwei isomers auch. (Hier ist M ein Metallatom, und X, und Y sind zwei verschiedene Typen von ligands.) Im cis isomer sind die zwei Y ligands neben einander an 90 °, wie für die zwei Chlor-Atome wahr ist, die im Grün in cis - [Co (NH) Kl.] am linken gezeigt sind. Im trans isomer gezeigt am Recht sind die zwei Atome der Kl. auf Gegenseiten des Hauptatoms von Co.

Ein zusammenhängender Typ von isomerism in octahedral MXY Komplexe ist

Gesichtssüdländer (oder fac/mer) isomerism, in dem verschiedene Zahlen von ligands cis oder trans zu einander sind.

Das Charakterisieren, ob ein Metall carbonyl Zusammensetzung fac oder mer ist, kann durch das Verwenden der Infrarotspektroskopie getan werden.

Siehe auch

• E-Z Notation
• Isomer
• Struktureller isomerism
• Chirality (Chemie)
• Fett von Trans

Außenverbindungen

• IUPAC Definition von "stereoisomerism"
• IUPAC Definition "geometrischen isomerism"
• IUPAC Definition "cis-trans isomers"