Isômeros são substâncias que possuem mesma fórmula molecular mas diferem na estrutura molecular. Há os seguintes tipos de isomeria:
3.1 Isomeria geométricaDefine-se estereoisômeros geométricos (= diastereoisômeros = diastereômeros) como estereoisômeros (= isômeros espaciais = isômeros configuracionais) que não são imagens especulares um do outro. 3.1.1 Compostos insaturados etênicosCada ligação dupla pode assumir duas configurações relativas (se cada carbono da dupla possui os dois ligantes diferentes). Define-se (Z) como a configuração na qual o ligante de maior prioridade de um carbono está do mesmo lado (em relação à ligação dupla) que o ligante de maior prioridade do outro. Define-se (E) como a configuração na qual o ligante de maior prioridade de um carbono está do mesmo lado que o ligante de menor prioridade do outro. Cis é o equivalente a (Z) e trans é o equivalente a (E) quando os dois ligantes de um carbono da dupla são iguais aos dois ligantes do outro carbono da dupla. A nomenclatura cis-trans para alcenos traz dúvidas quando esses ligantes são diferentes, de modo que não é recomendada pela IUPAC. Já a nomenclatura E/Z é absoluta e sempre pode ser usada. A prioridade é maior quanto maior o número atômico do átomo. Por exemplo, entre um grupo -Br e um grupo -, o -Br tem maior prioridade, pois tem número atômico maior que o carbono. Veja a imagem anterior (lembre-se de que, quando não desenhamos todas as ligações do carbono, fica subentendido que há hidrogênios onde nada foi desenhado). O grupo - tem maior prioridade que o grupo -H. No caso de os dois grupos se iniciarem com o mesmo átomo, passa-se para o próximo até haver o desempate. Uma ligação múltipla, para fins de prioridade, é desmembrada da seguinte forma: A nomenclatura de compostos desse tipo é dada como segue: 3.1.2 Compostos cíclicosAgora vê-se a direção dos grupos em relação às faces do anel, e não à ligação dupla. Usa-se cis e trans nesse caso, que vale somente quando os grupos são iguais (mas não é recomendada pela IUPAC). A configuração absoluta (R) ou (S), no entanto, sempre pode ser usada (será vista no tópico 3.2.2). 3.1.3 Isomeria conformacionalEstereoisômeros conformacionais (rotâmeros) diferem pela rotação de ligações simples, que são facilmente rotacionáveis. Geralmente não são isolados, pois a barreira de energia para essas rotações é muito pequena. A seguir, são mostrados os isômeros conformacionais do ciclohexano, além das energias relativas de cada um (quanto maior a energia, menor a estabilidade): 3.2 Isomeria ópticaObserva-se, por meio de um aparelho chamado polarímetro, que compostos assimétricos (= quirais) puros ou em solução rotacionam o plano de propagação da luz plano-polarizada, sendo chamados, portanto, de opticamente ativos. Se um composto rotaciona o plano para a esquerda, ele é dito levógiro e simbolizado por (-) e se ele rotaciona o plano para a direita, é dito dextrógiro e simbolizado por (+). Com o polarímetro é medida uma grandeza específica de cada composto quiral (para compostos aquirais, ou seja, simétricos, ela vale 0), a rotação específica. Define-se enantiômeros como estereoisômeros que são imagens especulares não sobreponíveis um do outro (como a mão direita e a mão esquerda). Define-se mistura racêmica (= racemato) como uma mistura equimolar de enantiômeros que é, desse modo, opticamente inativa (não rotaciona o plano de propagação da luz plano-polarizada) por compensação externa. Define-se mesocomposto como aquele que contém mais de um centro estereogênico (= quiral = assimétrico, por exemplo um carbono tetraédrico com quatro ligantes diferentes), mas possui plano de simetria, sendo opticamente inativo por compensação interna. Obs.: existem compostos quirais sem centros quirais. 3.2.1 ProjeçõesPara tornar a representação bidimensional da configuração tridimensional de moléculas mais fácil, foram desenvolvidas projeções.
3.2.2 Regras de Cahn-Ingold-PrelogSão usadas para definir a configuração absoluta de um carbono quiral (carbono tetraédrico cujos quatro ligantes são diferentes). As regras de prioridade são as mesmas que foram citadas na nomenclatura E/Z. Para se classificar um carbono quiral em R ou S, primeiro numeram-se seus grupos substituintes de 1 a 4 em ordem de prioridade decrescente (1 é o de maior prioridade); em seguida, se for necessário, gira-se a molécula de modo que o grupo 4 fique apontado para trás; olhando dessa maneira, caso 1, 2 e 3, nessa ordem, estejam no sentido horário, o carbono tem configuração (R), caso 1,2 e 3, nessa ordem, estejam no sentido anti-horário, o carbono tem configuração (S). É importante ressaltar que a configuração R/S não tem relação direta com o fato de o composto ser dextrógiro ou levógiro. |