La Isomeria

La isomería

Isomería. Propiedad de ciertos compuestos químicos con igual fórmula química, es decir, iguales proporciones relativas de los átomos que conforman su molécula presentan estructuras moleculares distintas y, por ello, diferentes propiedades. Aunque este fenómeno es muy frecuente en los compuestos del carbono, no es exclusiva de ellos pues también la presentan algunos compuestos inorgánicos, como los compuestos de los metales de transición.

El fenómeno de la isomería en la Química, es semejante al fenómeno de la existencia de palabras diferentes por la permutación de las letras, como por ejemplo: AMOR y ROMA, AVE y EVA, ASÍ e ISA, ZORRA y ARROZ, SABES y SEBAS, ADULA y ALUDA, etc. que son palabras palíndromas que se pueden leer al derecho y al revés tienen significados diferentes, en química tienen en común (mismas letras, "iguales" fórmulas moleculares; diferentes acomodaciones "diferentes" fórmulas estructurales).

Los isómeros son compuestos diferentes que poseen la misma composición química, es decir, el mismo número y tipo de átomos y por consiguiente las mismas formulas moleculares pero estructura diferentes, además de presentar propiedades químicas y/o físicas diferentes. Los isómeros están relacionados entre sí de dos maneras ya sea por sus fórmulas estructurales o por sus estructuras tridimensionales. La isomería comprende la estructural y la esteroisomería.

Estereoisómeros

La clase particular de isómeros que sólo se diferencian por la orientación espacial de sus átomos (pero que son iguales entre sí en cuanto a qué átomos están unidos a cuáles otros) se llama estereoisómeros.

Existen pares de estereoisómeros que se diferencian tan poco estructuralmente -y, por consiguiente, en sus propiedades - que de todas las mediciones físicas que podamos efectuar, solamente una, que requiere de un instrumento especial y de un tipo excepcional de luz, puede distinguirlos. Sin embargo, a pesar de su gran similitud, la existencia de tales isómeros nos proporciona una de nuestras sondas más sensibles para la exploración de mecanismos de reacciones químicas; muy a menudo, se selecciona una de estos isómeros para un estudio, no porque sea diferente de los compuestos ordinarios en su química tridimensional, sino porque puede revelar lo que las sustancias corrientes ocultan y, nuevamente, a pesar de su gran semejanza, un isómero de tal pareja puede servir de alimento nutriente, como antibiótico o como un poderoso estimulante cardiaco, mientras que el otro puede ser inútil.

Isomería Geométrica

Los enlaces covalentes de los distintos elementos están orientados espacialmente en direcciones características, cualquier molécula en la que haya una secuencia de tres átomos tendrá un determinado ángulo de enlace asociado al átomo central de la secuencia. Los ángulos de enlace no son del todo invariables, sino que pueden sufrir ligeras deformaciones según varíen los requerimientos espaciales de los sustituyentes unidos al átomo central.

La distancia entre los núcleos se llama longitud de enlace, y depende no sólo de los átomos unidos, sino también del grupo funcional del que forman parte. Así las longitudes de enlace carbono-carbono varían dependiendo de que tengamos un enlace sencillo, doble o triple.

La rotación restringida característica de los dobles enlaces no se encuentra normalmente en los enlaces sencillos. Por el contrario, los átomos o grupos de las moléculas entre los que existe un enlace sencillo pueden girar uno con respecto al otro alrededor del eje del enlace. Este tipo de rotación libre de los dos grupos metilo del etano, CH3-CH3, se muestra en la figura siguiente.

Estabilidad

El término estabilidad química al ser usado en el sentido técnico en química se refiere a la estabilidad termodinámica de un sistema químico.

La estabilidad termodinámica ocurre cuando un sistema está en su estado de menor energía o equilibrio químico con su entorno. Este puede ser un equilibrio dinámico, en donde moléculas o átomos individuales cambian de forma, pero su número total en una forma o estado particular se conserva. Este tipo de equilibrio químico termodinámico se mantendrá indefinidamente a menos que el sistema sea modificado. Los sistemas químicos pueden incluir cambios en el estado de la materia o un grupo de reacciones químicas.

La estabilidad termodinámica se aplica a un sistema particular. La reactividad de una sustancia química es una descripción de cómo podría reaccionar a través de una variedad de sistemas químicos potenciales.

Sustancias químicas o estados pueden persistir indefinidamente aunque no sean el estado más bajo de energía si experimentan meta estabilidad - un estado estable solo si no es muy perturbado. Una sustancia puede ser cinéticamente persistente si está cambiando a otra sustancia o estado relativamente lento, y por lo tanto no es un equilibrio termodinámico.

El "estado A" es más estable termodinámicamente que el "estado B" si la Energía libre de Gibbs del cambio de "A" a "B" es positiva.

Isomeria optica

Cuando un compuesto tiene al menos un átomo de Carbono así métrico o quiral, es decir, un átomo de carbono con cuatro sustituyentes diferentes, pueden formarse dos variedades distintas llamadas estereoisómeros ópticos, enantiómeros o formas quirales, aunque todos los átomos están en la misma posición y enlazados de igual manera. Los isómeros ópticos no se pueden superponer y uno es como la imagen especular del otro, como ocurre con las manos derecha e izquierda. Presentan las mismas propiedades físicas y químicas pero se diferencian en que desvían el plano de la luz polarizada en diferente dirección: uno hacia la derecha (en

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