Konstituce, konformace, konfigurace
Konstituční izomery už znáš, ale opakování matka moudrosti. Jedná se o látky, které mají stejný sumární vzorec proto izomery -, ale atomy, které je tvoři, jsou pospojovány různým způsobem (viz ethanol a methoxymethan). Proto pokud by se měl jeden konstituční izomer přeměnit na jiný, je potřeba přerušit vazbu. Způsob spojení atomů konstituce - se často zaměňuje s pojmy konformace a konfigurace, jejichž vysvětlení následuje.
Konformace je vzájemné prostorové uspořádání jednotlivých částí molekuly v důsledku rotace kolem jednoduchých vazeb. Prohlédni si obrázek. Když se podíváš na levou molekulu ve směru její osy, tedy tak, aby se ti prostřední dva uhlíky překrývaly, zjistíš, že atomy vodíku jsou v zákrytu. Této konformaci se říká zákrytová. Pro uhlovodík je nejméně energeticky výhodná, protože se elektronové obaly atomů vodíku odpuzuji. Otočením vodíků na prvním uhlíku se dostaneš do druhé krajní pozice, které se říká nezákrytová konformace. Nezákrytová konformace je energeticky nejvýhodnější, protože jsou atomy vodíku co nejdál od sebe.
Z tohoto důvodu jsou uhlovodíky častěji uspořádány v konformacích blížících se konformaci nezákrytové. Proto se dají dlouhé uhlíkaté řetězce značit schematicky zubatou čárou, kde každý zlom značí jeden atom uhlíku.
Pokud ale zvýšíš teplotu, dojde k navýšení počtu molekul v energeticky nevýhodné zákrytové konformaci. Na konformaci a její změny jsou velmi citlivé proteiny, které mají opravdu složité a rozmanité prostorové uspořádání.
Zajímavá je konformace u cyklických uhlovodíků. Například konformace cyklohexanu - sloučeniny složené ze šesti uhlíků spojených do cyklu - může být bud vaničková, nebo židličková. To jsou docela netradiční názvy, že? Schválně se na ně podívej na obrázku a pochopíš, proč se tak jmenuji. Opět vycházejí ze stejných konformačních principů. Atomy chtějí být co nejdál od sebe čili v nezákrytové konformaci, protože je to pro ně energeticky nejvýhodnější. Z tohoto důvodu se častěji setkáš se židličkovou konformací.
Rozdíl oproti konstituci: Pokud molekula přechází z jedné konformace do jiné, vazby se nepřerušují. Děje se tak pouze rotací kolem jednoduchých vazeb.
Třetím pojmem je konfigurace, která vyjadřuje prostorové uspořádání. Příkladem je Z/E izomerie. Představ si látku obsahující disubstituovanou dvojnou vazbu, tedy na obou koncích dvojné vazby má připojen jeden substituent (uhlovodíkový zbytek). Substituenty mohou být uspořádány dvojím způsobem, jak vidíš na obrázku. Látka má tedy dva konfigurační izomery.
Pokud jsou oba substituenty na stejné straně dvojné vazby, jedná se o Z izomer. Pokud jsou křížem, jedná se o E izomer. Zkratky Z (zusammen - společně) a E (entgegen - naproti) pocházejí z němčiny a vyjadřují tedy vzájemnou polohu substituentů oproti dvojné vazbě. Můžeš také použít označení cis pro Z izomer a trans pro E izomer. Je starší a velmi zažité, ale za správnější se dnes považuje označení Z/E.
Komplikovanější případy nastanou, jestliže se na koncích dvojné vazby nachází více substituentů trisubstituovaná či tetrasubstituovaná vazba - nebo se konfigurační izomerie uplatňuje oproti cyklu cyklických uhlovodíků.
Rozdíl oproti konstituci: Konstituční izomery jsou molekuly, které mají stejný sumární vzorec, ale mají různě uspořádané atomy. Konfigurační izomery obsahuji stejné vazby ve stejném pořadí a liší se pouze jejich prostorovým uspořádáním.
