기하 이성질체 란?
시스-트랜스 이성질체라고도하는 기하 이성질체는 두 가지 상태를 갖는 입체 이성질체 유형이다. 이성질체는 동일한 분자식을 갖지만 분자 구조가 다른 분자이다. 입체 이성질체는 원자가 동일한 순서로 발생하지만 구조적으로 다른 이성질체 유형이다. 기하 이성질체의 경우, 분자는 계단 형 또는 U 형을 형성한다.
탄소-탄소 이중 결합을 갖는 분자에서 흔히 발생하는 기하 이성질체는 이중 또는 삼중 결합을 갖는 2 개의 중심 원자를 갖는 임의의 물질에서 발생할 수있다. 전자를 공유하는 두 개의 원자에 의해 생성 된 단일 결합은 분자가 자유 회전이라고하는 축에서 회전 할 수있게합니다. 자유 회전은 원자가 정확히 같은 방식으로 결합 되더라도 분자의 다른 구조적 구성을 허용합니다. 상이한 구조를 나타내는 단일 결합 된 중심 원자를 갖는 분자는 기하 이성질체 인 것처럼 보이지만 실제로는 그 결합에서 꼬인 동일한 분자 일 뿐이다.
두 개의 전자를 공유하는 두 개의 원자에 의해 생성 된 이중 결합은 자유 회전을 허용하지 않습니다. 그들의 회전이 제한되기 때문에, 이중 결합을 갖는 분자는 다른 형태를 형성하기 위해 비틀어 질 수 없으므로, 상이한 구조적 배열을 갖는 것으로 보이는 것은 구조적으로 다른 분자이다. 기하 이성질체에서, 원자, 또는 종종 원자 그룹은 각각의 중심 원자에 결합된다. 이것은 두 가지 유형의 구조를 만듭니다.
첫 번째로, 원자 그룹은 두 원자에 대해 동일한 위치에서 중심 원자에 부착되므로 분자의 각면은 다른 원자의 거울상입니다. 이것은 U 자형 분자 또는 시스 이성질체를 생성합니다. 두 번째 구조에서, 원자 그룹은 중앙 분자의 반대 위치에 결합되어 계단 구조를 만듭니다.
예를 들어, 가장 단순한 기하 이성질체는 오일에서 발견되는 가스 부텐의 이성질체 인 부트 -2- 엔이다. 부텐, C4H8은 4 개의 이성질체를 가지며,이 중 2 개는 기하 이성질체이다. 부트 -2- 엔의 중심 원자는 모두 탄소이며 이중 결합으로 연결되어있다. 각각의 탄소 원자에는 수소 원자 및 CH 3 분자가 부착되어있다. 시스-부트 -2- 엔에서, CH 3 분자는 각각의 탄소 원자의 동일한면에 위치하여 U 형상을 형성한다. 트랜스-부트 -2- 엔에서 CH 3 분자는 반대편에 위치하고 계단 모양을 형성합니다.
기하 이성질체는 서로 다르게 행동합니다. 예를 들어 시스 및 트랜스 부트 -2- 엔은 상이한 비점 및 녹는 점을 갖는다. 시스 이성질체가 끓는 온도는 39.2 ° F (4 ° C)이고 용융 온도는 -218 ° F (-139 ° C) 인 반면 트랜스 이성질체는 33.8 ° F (1 ° C)에서 끓여서 녹습니다. -157 ° F (-105 ° C).