Gli isomeri sono composti che hanno la stessa formula molecolare ma diverse disposizioni strutturali o orientamenti spaziali dei loro atomi. I diversi tipi di isomeri includono isomeri strutturali, stereoisomeri e isomeri geometrici.
Gli isomeri strutturali sono composti che hanno la stessa formula molecolare ma differiscono nella connettività o nella disposizione dei legami degli atomi. Questi possono includere isomeri di catena, in cui lo scheletro di carbonio differisce nella disposizione, e isomeri di posizione, in cui gruppi funzionali o sostituenti si trovano su diversi atomi di carbonio.
I tre principali tipi di isomeri sono isomeri strutturali, stereoisomeri e isomeri geometrici. Gli isomeri strutturali differiscono nella disposizione dei legami, gli stereoisomeri differiscono nella disposizione spaziale degli atomi e gli isomeri geometrici differiscono nell’orientamento attorno ad un doppio legame o ad una struttura ad anello.
Nel contesto della classe 11 di chimica, gli studenti in genere apprendono gli isomeri strutturali e gli stereoisomeri. Gli isomeri strutturali sono ulteriormente classificati in isomeri di catena, isomeri di posizione e isomeri di gruppi funzionali. Gli stereoisomeri includono isomeri geometrici (isomeri cis-trans) e isomeri ottici (enantiomeri e diastereomeri).
Due diversi isomeri potrebbero essere isomeri strutturali o stereoisomeri a seconda di come i loro atomi sono disposti o orientati nello spazio. Ad esempio, butano e isobutano sono isomeri strutturali perché i loro scheletri di carbonio differiscono, mentre cis-2-butene e trans-2-butene sono isomeri geometrici a causa dei diversi orientamenti spaziali attorno al doppio legame.
Il numero di isomeri possibili dipende dalla complessità della molecola e dalle regole che ne governano la struttura. Per le molecole organiche semplici, come gli alcani o gli alcheni, il numero di isomeri è limitato. Tuttavia, per molecole più grandi e complesse, il numero di possibili isomeri può essere piuttosto elevato, in particolare se si considerano diverse disposizioni strutturali o orientamenti spaziali degli atomi.