Diferencias entre isómeros y alótropos – Cuadros comparativos

Los alotrópicos son diferentes modificaciones estructurales de un elemento, mientras que los isómeros son compuestos químicos que comparten la misma fórmula molecular pero tienen fórmulas estructurales diferentes.

Ciertos elementos pueden existir en dos o más formas diferentes. Estas formas se llaman alótropos en los cuales los átomos del elemento se unen de una manera diferente. Por ejemplo, el dioxígeno (O2), el ozono (O3), el tetraoxigeno (O4) y el octaoxigeno (O8) son alótropos de oxígeno. Otro ejemplo es el carbono cuyos alótropos incluyen grafito y diamante. En resumen, los alótropos contienen el mismo elemento (los mismos átomos) que se unen de diferentes maneras para producir diferentes estructuras moleculares.

Isómeros

Por el contrario, los isómeros son compuestos que comparten la misma fórmula molecular pero tienen fórmulas estructurales diferentes. Los isómeros no comparten sus propiedades químicas a menos que pertenezcan al mismo grupo funcional. Por ejemplo, el propanol tiene la fórmula C3H8O (o C3H7OH) y se presenta como dos isómeros: propan-1-ol (alcohol n-propílico; I) y propan-2-ol (alcohol isopropílico; II). La diferencia entre los dos isómeros se encuentra en la posición del átomo de oxígeno: está unido a un carbono final en propan-1-ol, y al carbono central en propan-2-ol. Hay un tercer isómero de C3H8O cuyas propiedades son tan diferentes que no es un alcohol (como propanol) sino un éter. Llamado metoxietano (metil-etil-éter, III), este isómero tiene un oxígeno conectado a dos carbonos en lugar de un carbono y un hidrógeno.

Historia de los alótropos e isómeros

Tanto la alotropía como la isomería fueron conceptos propuestos por el científico sueco Jöns Jakob Berzelius. Propuso el concepto de alotropía en 1841. Después de la aceptación de la hipótesis de Avogadro en 1860 se entendió que los elementos podrían existir como moléculas poliatómicas y los dos alótropos de oxígeno fueron reconocidos como O2 y O3. A principios del siglo XX se reconoció que otros casos como el carbono se debían a diferencias en la estructura cristalina.

El isomerismo se notó por primera vez en 1827, cuando Friedrich Woehler preparó ácido cianico y observó que aunque su composición elemental era idéntica al ácido fulmínico (preparada por Justus von Liebig el año anterior), sus propiedades eran muy diferentes. Este hallazgo desafió la comprensión química dominante del tiempo, que sostuvo que los compuestos químicos podrían ser diferentes solamente cuando tenían diversas composiciones elementales. Después de descubrimientos adicionales del mismo tipo, como el descubrimiento de Woehler en 1828 de que la urea tenía la misma composición atómica que el cianato de amonio químicamente distinto, Jöns Jakob Berzelius introdujo el término isomerismo para describir el fenómeno.

Tipos de isómeros

  • Isómeros estructurales – En los isómeros estructurales, los átomos y los grupos funcionales se unen de diferentes maneras. Los tipos de isómeros estructurales incluyen:
  • Isomerismo en cadena – las cadenas de hidrocarburos tienen cantidades variables de ramificación
  • Isomerismo de posición – trata de la posición de un grupo funcional en una cadena
  • Isomerismo de grupo funcional – un grupo funcional se divide en diferentes.
  • Isómeros esqueléticos – la principal cadena de carbono es diferente entre los dos isómeros.
  • Tautómeros – isómeros estructurales de la misma sustancia química que se interconectan espontáneamente entre sí.
  • Estereoisómeros – En estereoisómeros la estructura de enlace es la misma, pero el posicionamiento geométrico de átomos y grupos funcionales en el espacio es diferente. Los tipos de estereoisómeros incluyen:
  • Enantiómeros – diferentes isómeros son imágenes de espejo no superponibles entre sí
  • Diastereómeros – isómeros no son imágenes de mirro uno del otro

Cuadros comparativos e imágenes informativas

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