Les isomères sont des composés qui ont la même formule moléculaire mais des arrangements structurels ou des orientations spatiales différents de leurs atomes. Les différents types d’isomères comprennent les isomères structurels, les stéréoisomères et les isomères géométriques.
Les isomères structurels sont des composés qui ont la même formule moléculaire mais diffèrent par la connectivité ou la disposition des liaisons des atomes. Ceux-ci peuvent inclure des isomères de chaîne, où le squelette carboné diffère par sa disposition, et des isomères de position, où des groupes fonctionnels ou des substituants sont situés sur différents atomes de carbone.
Les trois principaux types d’isomères sont les isomères structuraux, les stéréoisomères et les isomères géométriques. Les isomères structurels diffèrent par leur disposition de liaison, les stéréoisomères diffèrent par la disposition spatiale des atomes et les isomères géométriques diffèrent par leur orientation autour d’une double liaison ou d’une structure cyclique.
Dans le contexte de la chimie de la classe 11, les étudiants apprennent généralement les isomères structuraux et les stéréoisomères. Les isomères structurels sont en outre classés en isomères de chaîne, isomères de position et isomères de groupes fonctionnels. Les stéréoisomères comprennent les isomères géométriques (isomères cis-trans) et les isomères optiques (énantiomères et diastéréomères).
Deux isomères différents peuvent être des isomères structuraux ou des stéréoisomères selon la façon dont leurs atomes sont disposés ou orientés dans l’espace. Par exemple, le butane et l’isobutane sont des isomères structurels car leurs squelettes carbonés diffèrent, tandis que le cis-2-butène et le trans-2-butène sont des isomères géométriques en raison des différentes orientations spatiales autour de la double liaison.
Le nombre d’isomères possibles dépend de la complexité de la molécule et des règles régissant sa structure. Pour les molécules organiques simples, comme les alcanes ou les alcènes, le nombre d’isomères est limité. Cependant, pour des molécules plus grosses et plus complexes, le nombre d’isomères possibles peut être assez important, en particulier si l’on considère différents arrangements structurels ou orientations spatiales des atomes.