Concepto y Clasificación

La química es una ciencia experimental fascinante que se encarga del estudio de la materia. La química orgánica es una rama de la química que estudia una clase numerosas de moléculas que contiene carbono, hidrógeno, oxígeno y otros heteroátomos, los cuales se conocen como compuestos orgánicos.

Una de las propiedades más importantes de los compuestos orgánicos es la isomería, la cual permite explicar que distintos compuestos tengan la misma fórmula molecular. Las compuestos que tienen está propiedad se le conoce como Isómeros que se definen como compuestos que teniendo la misma formula molecular, presentan diferencias estructurales o en la configuración espacial, lo que generalmente propicia diferencias en las propiedades físicas y químicas de cada uno de los compuestos. Los isómeros en líneas generales se clasifican en Isómeros estructurales e Isómeros Espaciales.

Isómeros estructurales: trata las diferencias estructurales de las cadenas carbonadas, la disposición de los sustituyentes, o las diferentes organizaciones de los componentes para formar un tipo u otro de grupo funcional, que generará un compuesto orgánico diferente. Los isómeros estructurales se clasifican en:

·         Isómeros de cadena: se caracteriza por tener diferente número de carbonos en la cadena principal.
Por ejemplo: el Pentano y el 2-metil butano, tienen la misma fórmula molecular C₅H₁₂

                                           CH₃-CH₂-CH₂- CH₂-CH₃     Pentano                                                  
                                                  CH₃                                                    
                                                   │                                          
                                                  CH₃-CH- CH₂-CH₃       2-metil butano

·         Isómeros de posición: se presenta cuando los isómeros se distinguen en la posición del grupo funcional en la cadena carbonada.
Por ejemplo: 1-butanol y el 2-butanol, tienen la misma fórmula molecular C₄H₉O, pero el grupo OH se encuentra en diferente posición.

                                                    OH
                                                    │
                                                    CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₃     1-butanol                                                      
                                                                  OH
                                                                  │
                                                       CH₃ - CH - CH₂ - CH₃        2-butanol

·         Isómeros de función: se produce cuando los isómeros se diferencian en el grupo funcional. Los isómeros de función, tienen la misma fórmula molecular pero pertenecen a distintas familias, por lo tanto se comportan como sustancias diferentes.
Por ejemplo: el etanol y el dietil éter, poseen la misma fórmula molecular C₄H₁₀O, sien embargo son grupos funcionales diferentes en el primer caso es un alcohol y en el segundo un éter.

                                               OH                                             
                                                │
                                                CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH₃     1-butanol

                                               CH₃ - CH₂  - O - CH₂ -CH₃   Dietil éter


Isómeros Espaciales: se conocen también como estereoisómeros a los compuestos que, aún teniendo una estructura idéntica, cambian en la disposición tridimensional de los átomos. Los isómeros espaciales se clasifican en geométricos y ópticos. 

·         Isómeros geométricos: este tipo de isomería se presenta en los hidrocarburos etilénicos y es producida por la rigidez del doble enlace que poseen C=C (enlace π). Este fenómeno impide la rotación de los átomos que se encuentran alrededor del doble enlace. Estos isómeros se producen cuando los dos enlaces restantes de cada carbono, se usan para la unión de sustituyentes diferentes. Por lo cual existen dos isómeros, llamados cis-, y trans-.

ü  Isómeros cis-: son aquellos que tienen dos sustituyentes iguales al mismo lado del enlace.

ü  Isómeros trans-: tienen sustituyentes iguales, pero colocados a distintos lados.

·         Isómeros ópticos: son aquellos que manifiestan un comportamiento distinto ante la luz polarizada, desviando el plano de polarización con un cierto ángulo con respecto a un punto fijo, por ejemplo desde el punto de vista de un observador que dirigiese su mirada hacia la fuente de luz. Según hacia el lado que se desvíe, existen dos tipos:

ü  Levógiro: comportamiento óptico de una molécula quiral, en la cual, esta hace girar el plano de luz polarizada hacia la izquierda.
ü  Dextrogiro: comportamiento óptico de una molécula quiral, en la cual, esta hace girar el plano de luz polarizada hacia la derecha.

Este tipo de isómeros son ópticamente activos, este tipo de isomería es causada por la presencia de átomos de carbono asimétricos en la molécula, es decir, sustituyentes diferentes.La diferencia estructural entre dos isómeros que sean ópticos, radica en que sus moléculas no se pueden superponer, son como una imagen reflejada en un espejo.

Consideraciones:
Los enantiómeros son dos estructuras especulares de la misma molécula, no superponibles. Las moléculas que tienen enantiómeros, se les llama quirales. El carbono que se encuentra unido a grupos diferentes, se le conoce como carbono quiral.
Una mezcla que posee igual concentración en disolución, de los dos isómeros, se la conoce como mezcla racémica, ópticamente inactiva, debido a que se compensa con dos giros en sentido contrario.