Was ist der Unterschied zwischen cis- und trans-Isomeren?

Beide Isomere haben genau die gleichen Atome in der gleichen Reihenfolge. Das bedeutet, dass die Dispersionskräfte zwischen den Van-der-Waals-Molekülen in beiden Fällen gleich sind. Der Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass das cis-Isomer ein polares Molekül ist, während das trans-Isomer unpolar ist.

Isomere sind verschiedene Verbindungen derselben Summenformel. Es gibt verschiedene Arten von Isomeren. Die Isomere lassen sich hauptsächlich in zwei Gruppen einteilen: Konstitutionsisomere und Stereoisomere. Konstitutionsisomere sind Isomere, bei denen die Konnektivität der Atome in den Molekülen unterschiedlich ist. Butan ist das Alkan, das am einfachsten eine Konstitutionsisomerie aufweist. Butan hat zwei konstitutionelle Isomere, Butan selbst und Isobuten.

Bei Stereoisomeren sind die Atome im Gegensatz zu Konstitutionsisomeren in der gleichen Reihenfolge verbunden. Die Stereoisomere unterscheiden sich lediglich in der Anordnung ihrer Atome im Raum. Es gibt zwei Arten von Stereoisomeren: Enantiomere und Diastereomere. Diastereomere sind Stereoisomere, deren Moleküle keine zueinander gespiegelten Bilder sind. Die cis-trans-Isomere von 1,2-Dichlorethan sind Diastereomere. Enantiomere sind Stereoisomere, deren Moleküle nicht überlagerbare Spiegelbilder voneinander sind. Enantiomere treten nur bei chiralen Molekülen auf. Ein chirales Molekül ist definiert als ein Molekül, das nicht mit seinem Spiegelbild identisch ist. Daher sind das chirale Molekül und sein Spiegelbild Enantiomere voneinander. Beispielsweise ist das 2-Butanol-Molekül chiral und sein Bild und sein Spiegel sind enantiomer.

Wie oben erwähnt, ist die cis-trans-Isomerie oder mit anderen Worten die E-Z-Isomerie eine Form der Stereoisomerie. Das Cis-Transkriptionssystem wird zur Benennung einfacher Verbindungen verwendet, während das E-Z-System für kompliziertere Moleküle verwendet wird. Wenn ein Molekül an einer bestimmten Stelle eine eingeschränkte Rotation aufweist, können die cis- und trans-Isomere existieren.

Bei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen kommt es zu einer engen Rotation, so dass es zu trans-cis-Isomeren kommen kann. In einem Molekül wie 1,2-Dibromethen können sich zwei Bromgruppen auf derselben Seite der Doppelbindung oder auf der gegenüberliegenden Seite der Doppelbindung befinden. Dies spielt keine Rolle, wenn es sich bei der Bindung um eine Einfachbindung handelt, denn dann können sich die Atome drehen. Allerdings sind in diesem Fall zwei Moleküle nicht gleich. Obwohl die Cis- und Trans-Isomere die gleiche Summenformel und das gleiche Molekulargewicht haben, sind ihre physikalischen Eigenschaften unterschiedlich.

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