ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Chemia · Chemia organicznaklasa 3 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/3/chemia/izomeria-geometryczna-i-optyczna/

Chemia · Chemia organiczna · kl. 3 · zakres rozszerzony

Izomeria geometryczna i optyczna

Zakres rozszerzony: ten sam wzór strukturalny, a jednak różne cząsteczki. Poznasz izomery cis-trans, centrum stereogeniczne, enancjomery i projekcje Fischera.

ok. 3 min czytania10 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Izomeria cis-trans

  • Izomeria geometryczna wymaga dwóch rzeczy: braku swobodnej rotacji wokół wiązania (wiązanie podwójne lub pierścień) oraz dwóch różnych podstawników przy każdym z węgli tego wiązania.
  • But-2-en CH₃–CH=CH–CH₃ ma dwa izomery. W formie cis grupy CH₃ są po tej samej stronie wiązania, w formie trans po przeciwnych. But-1-en nie ma izomerów cis-trans, bo jeden węgiel wiązania ma dwa atomy H.
cis-but-2-enCH₃HCH₃HCH₃ po tej samej stronietrans-but-2-enCH₃HHCH₃CH₃ po przeciwnych stronach
But-2-en: cis (grupy CH₃ po tej samej stronie) i trans (po przeciwnych).
  • Cis i trans różnią się właściwościami: cis-but-2-en wrze w ok. 4 °C, a trans-but-2-en w ok. 1 °C.

2Chiralność i enancjomery

  • Centrum stereogeniczne to atom C z czterema różnymi podstawnikami (oznaczamy C*). Cząsteczka chiralna nie nakłada się na swoje lustrzane odbicie, jak lewa i prawa dłoń.
  • Kwas mlekowy CH₃–C*H(OH)–COOH ma jedno takie centrum (H, OH, CH₃, COOH). Istnieją dwie formy, które są swoimi lustrzanymi odbiciami: enancjomery.
  • Enancjomery mają takie same temperatury topnienia i wrzenia, ale skręcają płaszczyznę światła spolaryzowanego w przeciwne strony. Mieszanina 1 : 1 (racemat) nie skręca światła.
  • Diastereoizomery to stereoizomery, które nie są odbiciami lustrzanymi. Są nimi np. izomery cis-trans. Związek z n centrami ma maksymalnie 2ⁿ stereoizomerów.
Sprawdź, czy rozumiesz

Mieszanina równomolowa dwóch enancjomerów to

3Projekcja Fischera

lustroenancjomer ICOOHCH₃OHHC*enancjomer IICOOHCH₃HOHC*poziome wiązania ku patrzącemu, pionowe za kartkę
Projekcje Fischera enancjomerów kwasu mlekowego: –COOH u góry, –CH₃ na dole, H i –OH na poziomych liniach.
  • Główny łańcuch rysujemy pionowo, najbardziej utleniony C (tu –COOH) u góry. Linie pionowe biegną za kartkę, poziome w stronę patrzącego.
  • Zamiana dwóch podstawników miejscami przy centrum daje enancjomer. Obrót rysunku o 180° w płaszczyźnie kartki nie zmienia związku.
Uwaga na błąd

Uznanie za centrum stereogeniczne węgla z dwoma jednakowymi podstawnikami. W propan-2-olu (CH₃)₂CHOH węgiel z –OH ma dwie grupy CH₃, więc nie jest centrum stereogenicznym, a cząsteczka nie jest chiralna.

✎Ściąga: Izomeria geometryczna i optyczna

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • Izomeria geometryczna wymaga dwóch rzeczy: braku swobodnej rotacji wokół wiązania (wiązanie podwójne lub pierścień) oraz dwóch różnych podstawników przy każdym z węgli tego wiązania.
  • Centrum stereogeniczne to atom C z czterema różnymi podstawnikami (oznaczamy C*). Cząsteczka chiralna nie nakłada się na swoje lustrzane odbicie, jak lewa i prawa dłoń.
  • Diastereoizomery to stereoizomery, które nie są odbiciami lustrzanymi. Są nimi np. izomery cis-trans. Związek z n centrami ma maksymalnie 2ⁿ stereoizomerów.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Który związek ma izomery cis-trans?

    1. Apropen
    2. Bbut-2-en
    3. Ceten
    4. Dbut-1-en
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: but-2-en – Tylko w but-2-enie każdy z węgli wiązania podwójnego ma dwa różne podstawniki (H i CH₃).

  2. Który warunek jest konieczny dla izomerii cis-trans?

    1. Aobecność grupy –OH
    2. Bobecność atomu tlenu
    3. Cco najmniej cztery atomy węgla w łańcuchu
    4. Dbrak swobodnej rotacji wokół wiązania
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: brak swobodnej rotacji wokół wiązania – Wiązanie podwójne albo pierścień blokują rotację. Dopiero wtedy położenie podstawników ma znaczenie.

  3. Który związek jest chiralny?

    1. A2-chlorobutan
    2. Bkwas propanowy
    3. Cetanol
    4. Dpropan-2-ol
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: 2-chlorobutan – W CH₃CHClCH₂CH₃ drugi węgiel ma cztery różne podstawniki: H, Cl, CH₃ i C₂H₅.

  4. Ile centrów stereogenicznych ma kwas mlekowy CH₃CH(OH)COOH?

    1. A2
    2. B0
    3. C3
    4. D1
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: 1 – Tylko środkowy węgiel ma cztery różne podstawniki.

  5. Enancjomery kwasu mlekowego różnią się

    1. Aliczbą atomów węgla
    2. Bkierunkiem skręcania światła spolaryzowanego
    3. Ctemperaturą wrzenia
    4. Dwzorem sumarycznym
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: kierunkiem skręcania światła spolaryzowanego – Mają takie same właściwości fizyczne, ale skręcają światło w przeciwne strony.

  6. Mieszanina równomolowa dwóch enancjomerów to

    1. Adiastereoizomery
    2. Bzwiązek optycznie czynny
    3. Cracemat, który nie skręca światła
    4. Dizomery cis-trans
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: racemat, który nie skręca światła – Skręcenia przeciwnych enancjomerów się znoszą.

  7. Ile maksymalnie stereoizomerów może mieć związek z trzema centrami stereogenicznymi?

    1. A8
    2. B3
    3. C6
    4. D9
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: 8 – Liczba wynosi 2ⁿ, czyli 2³ = 8.

  8. Izomery cis i trans but-2-enu są względem siebie

    1. Aizomerami szkieletowymi
    2. Bhomologami
    3. Cdiastereoizomerami
    4. Denancjomerami
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: diastereoizomerami – Nie są lustrzanymi odbiciami, więc to diastereoizomery.

Cały dział „Chemia organiczna”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Więcej: Chemia, klasa 3