Il concetto di isomeria gioca un ruolo estremamente importante in chimica. In generale, isomeri sono due composti chimici che hanno gli stessi tipi e quantità di atomi che compongono le molecole, ma differiscono in qualche modo. Isomeri cis e trans si verificano a seguito di un particolare tipo di isomeria in cui una molecola contiene almeno un doppio legame o una struttura ciclica. Sono anche noti come isomeri geometrici.
Isomeri geometrici
Isomeri geometrici sono un sottoinsieme dell'insieme più generale degli stereoisomeri. Questi isomeri hanno un doppio legame tra due atomi di carbonio, o atomi di carbonio nella molecola di connettersi a un altro in modo ciclico. Perché il doppio legame o struttura ad anello impedisce la rotazione di atomi di carbonio uno rispetto a altro, la disposizione spaziale dei due gruppi collegato al carbonio adiacente permette gli isomeri. Quando ogni carbonio adiacente dispone di due gruppi collegati, forma un isomero geometrica.
CIS e Trans isomeri
Se immaginiamo due atomi di carbonio con un legame doppio orizzontale tra di loro, il carbonio sulla sinistra avrà due gruppi sostituenti (li chiameremo A e B) venendo fuori di esso — una pesca fino a sinistra e una pesca verso il basso. Allo stesso modo, il carbonio a destra avrà propri gruppi A e B — una pesca fino a quello di destra, pesca verso il basso. Un isomero cis si verifica quando i due gruppi di A sono entrambi pesca fino (vale a dire, entrambi sopra il piano del doppio legame), mentre un isomero trans si verifica quando uno è di sopra e uno sotto.
Isomeri ciclici
Isomeri cis e trans possono verificarsi anche nel caso di strutture cicliche. Se tre o più atomi di carbonio si uniscono in un anello, carboni adiacenti sono di nuovo in grado di ruotare rispetto a altro. In questo caso, la disposizione spaziale dei due gruppi sostituenti su due carboni adiacenti, rispetto al piano dell'anello, permette gli isomeri. L'avvenimento di entrambi i gruppi identici sullo stesso lato dell'anello costituisce un cis; l'avvenimento dei gruppi sui lati opposti costituisce un trans.
(E) e (Z) isomeri
Il metodo di cis e trans funziona bene quando i due carboni adiacenti hanno gli stessi gruppi. Nelle situazioni più ambigue, un atomo di carbonio può avere gruppi A e B, mentre l'altro ha C e D. In tali casi, le denominazioni "(E)" e "(Z)" applicare piuttosto che di "cis" e "trans". Se il gruppo ha il più alto numero atomico fuori A e B si verifica sullo stesso lato come il gruppo che ha il maggior numero di C e D, è l'isomero (Z); in caso contrario, è (E).