Геометрическая изомерия

Геометрическая изомерия — разновидность стереоизомерии, которая определяется различием пространственного расположения в молекулах пары заместителей относительно плоскости двойной связи или цикла. Геометрическая изомерия возможна только в том случае, когда каждый из атомов углерода, образующих двойную связь (или цикл), имеет разные между собой заместители. Так, в структуре бутена-2 у каждого из двух атомов углерода двойной связи разные заместители (СН₃ и Н):

СН₃-СН=СН-СН₃

Геометрическая изомерия ещё называется цис-транс- изомерией. В наиболее простых случаях цис- изомером является соединение, в котором оба атома водорода располагаются по одну сторону плоскости двойной связи, а транс- изомером — соединение с расположением атомов водорода по разные стороны двойной связи. Например, для стереоизомеров бутена-2

цис- бутен-2 транс- бутен-2

Однако в общем случае, например,

,

для того, чтобы определить, является ли данное соединение цис- или транс- изомером, необходимо использовать систему старшинства заместителей Кана–Ингольда–Прелога (см. оптическую изомерию — гл. 1.7.1). Если старшие заместители расположены по разные стороны плоскости двойной связи, то это — транс- изомер или конфигурацию называют Е (Entgegen — напротив), а если по одну сторону — цис- изомер или Z -конфигурация (Zusammen — вместе). В приведённом примере изображён транс -изомер (транс- 2-хлорпентен-2 или Е- 2-хлорпентен-2), так как старшими заместителями являются заместители Cl (старше, чем СН₃) и С₂Н₅ (старше, чем Н).

В молекулах геометрических изомеров атомы по-разному расположены в пространстве относительно друг друга. Этим обусловлены различия их физических и химических свойств.