什么是几何异构体(Geometric Isomers)?

几何异构体又称顺反异构体,是一种具有两种状态的立体异构体。异构体是分子式相同但分子结构不同的分子。立体异构体是原子以相同顺序出现的异构体,但在结构上仍然不同。在几何异构体的情况下,分子要么形成阶梯形,要么形成...
几何异构体又称顺反异构体,是一种具有两种状态的立体异构体。异构体是分子式相同但分子结构不同的分子。立体异构体是原子以相同顺序出现的异构体,但在结构上仍然不同。在几何异构体的情况下,分子要么形成阶梯形,要么形成U形。科学家用烧杯通常出现在具有碳-碳双键的分子中,几何异构体可以出现在任何有两个中心原子和一个双键或三键的物质中。由两个原子共享一个电子而形成的单键,使分子能够绕其轴旋转,称为自由旋转。自由旋转允许分子的不同结构构型,即使原子以完全相同的方式结合。具有单个键合中心原子的分子显示出不同的结构,看起来可能是几何异构体,但事实上它们只是在键上扭曲的同一分子。由两个共享两个电子的原子产生的双键不允许自由旋转。由于它们的旋转受到限制,具有双键的分子不能扭曲成不同的形状,所以那些看起来结构不同的分子在结构上是不同的。在几何异构体中,一个原子——或者更常见的是一组原子——与每一个中心原子结合。这就产生了两种类型的结构。在第一种结构中,在两个原子的同一位置,原子群与中心原子相连,因此分子的每一面都是另一面的镜像。这就形成了U形分子,或顺式异构体。在第二种结构中,原子群在中心分子的相反位置结合,形成阶梯状结构例如,最简单的几何异构体是but-2-ene,石油中发现的气体丁烯的异构体。丁烯C4H8有四个异构体,其中两个是几何异构体。but-2-ene的中心原子都是碳,通过双键连接。每个碳原子上都有一个氢原子和一个CH3分子。在顺式-but-2-ene中CH3分子位于每个碳原子的同一侧,形成U形。在反式-but-2-ene中,CH3分子位于相反的两侧,形成阶梯状。几何异构体的行为不同。例如顺式和反式but-2-ene,具有不同的沸点和熔点。顺式异构体沸腾的温度为39.2°F(4°C),熔化温度为-218°F(-139°C),反式异构体在33.8°F(1°C)下沸腾,在-157°F(-105°C)下熔化。
  • 发表于 2020-09-18 06:29
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  • 分类:科学教育

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