Isomeria Geométrica

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Química 
Prof. Arilson 
Isomeria espacial 
 
Os isômeros que apresentam isomeria espacial são denominados 
estereoisômeros. Os estereoisômeros são isômeros que possuem as mesmas 
conectividades (ligações), mas diferem pelo arranjo dos átomos no espaço. 
 
Isomeria plana = conectividade diferente entre os átomos (isômeros 
constitucionais). 
Isomeria espacial = conectividade igual entre os átomos (estereoisômeros). 
 
A isomeria espacial se divide em dois casos: geométrica e óptica. 
 
Isomeria geométrica 
 
A isomeria geométrica é causada quando não existe livre rotação da 
rotação entre dois átomos de carbono. O impedimento da rotação pode ser 
causado por uma ligação dupla ou pelo fato da cadeia se fechada. Uma 
ligação π é formada pela superposição(overlap) lateral de orbitais “p”, 
portanto, a rotação da ligação acaba com essa superposição resultando na 
quebra da ligação. 
 
 
 
A energia necessária para efetuar a rotação em uma ligação sigma 
C-C é de 10 a 20 kJ/mol, já em uma ligação dupla C=C esse valor é de 
aproximadamente 260kJ/mol. Esse alto valor de energia não está disponível 
para uma molécula à temperatura ambiente permitindo assim a existência de 
estereoisômeros. 
 
 
“Estereoisômeros” 
 
Nas cadeias fechadas a rotação é impedida pelo fato dos carbonos 
formarem um anel o que impede a rotação total em torno dos seus eixos sem 
que haja rompimento do anel. No entanto isso não significa que toda cadeia 
com uma dupla ou anel apresente isomeria geométrica. Essa particularidade só 
pode ocorrer se as seguintes condições forem obedecidas: 
 
 
 
R1≠R2 e R3≠R4 
 
Para diferenciar os isômeros geométricos existem dois sistemas de 
nomenclatura: cis/trans e E/Z. 
 
Sistema cis/trans de nomenclatura 
 
Esse é um sistema antigo de nomenclatura da IUPAC que deve ser 
utilizado apenas em alcenos (alquenos) dissubstituídos. 
 
 
 
 
Isômero cis = átomos de hidrogênio de um mesmo lado. 
Isômero trans =átomos de hidrogênio em lados opostos. 
 
 
 
 
 
O isômero trans é mais estável que o cis. A maior instabilidade do 
isômero cis é justificada pela aglomeração dos dois grupos maiores do mesmo 
lado da molécula causando uma tensão de repulsão entre eles. 
 
Estereoisômeros que não são imagens especulares uns dos outros são 
chamados diastereômeros ou diastereoisômeros. 
 
Em alcenos trissubstituídos e tetrassubstituídos esse sistema pode se 
tornar ambíguo, não sendo, portanto recomendado. 
 
Sistema E/Z de nomenclatura 
 
As denominações E eZ podem ser utilizadas em qualquer 
estereoisômero, por isso, é o sistema recomendado atualmente pela IUPAC pra 
diferenciar isômeros geométricos. Nesse sistema os grupos ligados a cada 
carbono da dupla ou do anel são colocados em ordem de prioridade. 
 
A prioridade é determinada pelo número atômico do átomo que está ligado 
diretamente a dupla ou anel. 
 
Considere o exemplo apresentado abaixo: 
 
 
 
Por ser tratar de um alceno trissubstituído o sistema cis/trans não 
pode ser utilizado. A ordem de prioridade dos grupos ligados a dupla é a 
seguinte: 
 
53I > 17Cl > 9F> 1H 
 
Se os grupos de maior prioridade estiverem em lados opostos o 
isômero será designado pela letra E (do alemão Entgegen, ‘opostos’) e se 
estiverem do mesmo lado Z(do alemão Zusammen, ‘juntos’). 
 
C C
R1
R2 R4
R3
R1
R2
R3
R4
C C
R1
H H
R2
C C
R1
H R2
H
C C
H3C
H H
CH3
C C
H3C
H CH3
H
cis-but-2-eno trans-but-2-eno
C C
F
H I
Cl
 
 
 
 
arilsonmartino@hotmail.com 2 
 
 
Quando os átomos ligados aos carbonos da ligação dupla ou ao anel 
forem iguais, o desempate de prioridade e feito comparando-se as prioridades 
dos elementos ligados a cada um desses átomos. 
 
Quando os átomos ligados aos carbonos da ligação dupla ou ao anel 
forem iguais, o desempate de prioridade e feito comparando-se as prioridades 
dos elementos ligados a cada um desses átomos.Observe o seguinte exemplo: 
 
 
 
(Z)-4-metilept-3-eno 
 
Cuidado !!!! 
 
Todo isômero cis é Z , mas nem todo isômero Z é cis. 
Todo isômero trans é E , mas nem todo isômero E é trans. 
 
Propriedades físicas dos isômeros geométricos 
 
Os isômeros geométricos possuem propriedades físicas 
diferentes.Observe no quadro abaixo a comparação entre dois estereoisômeros 
geométricos: 
 
Propriedade cis-1,2-dicloroeteno trans-1,2-dicloroeteno 
Ponto de fusão -80,5oC -50oC 
Ponto de ebulição 60,3oC 47,5oC 
Densidade 1,28g/cm3 1,26g/cm3 
 
 
 
As temperaturas diferentes do ponto de ebulição é uma 
consequência da diferença de polaridade dos isômeros. O isômero cis é polar 
por possuir um vetor resultante de momento de dipolo (μ) diferente de zero e o 
isômero trans é apolar por possuir resultante é igual a zero. Portanto, as forças 
intermoleculares nos isômeros trans e cis são, respectivamente ,forças de 
London ou dipolo induzido e dipolo-dipolo ou dipolo permanente. 
Esse mesmo raciocínio não é válido para o ponto de fusão, já que o 
isômero trans possui maior ponto de fusão que o cis. As temperaturas de fusão 
dependem do empacotamento das moléculas no estado sólido(empacotamento 
molecular).Compostos que possuem moléculas que se agrupam de forma mais 
compacta no estado sólido, possuem maiores pontos de fusão.Lembre-se que, 
as forças intermoleculares aumentam com a diminuição da distância.Os 
isômeros trans possuem moléculas que podem se agrupar compactamente 
devido ao formato em “ziguezague” da molécula , já os isômeros cis, possuem 
um arranjo menos compacto devido ao formato em “U” da molécula que 
dificulta a aproximação.Portanto, a maior proximidade das moléculas trans no 
estado sólido, resulta em uma maior força de atração intermolecular entre elas, 
aumentando o ponto de fusão. 
 
 
(a) O isômero trans possui empacotamento molecular mais 
compacto, ou seja, moléculas mais próximas. 
(a)O isômero cis possui empacotamento molecular menos 
compacto, ou seja, moléculas mais distantes. 
 
As propriedades químicas dos isômeros geométricos são diferentes, 
principalmente em sistemas biológicos. 
 
 
C C
H
H2C
CH3
CH2 CH2 CH3H3C
H,H,H
H,H,C
 Maior
prioridade
 Maior
prioridade 
Cl
ClCl
ClCl
ClCl
Cl
Cl Cl
Cl Cl
Cl Cl
Cl Cl(a)
(b)