Les isomères structurels sont des composés ayant la même
formule chimique que possèdent des structures différentes et des propriétés en
fonction de la façon dont leurs atomes constitutifs sont commandés. Par
exemple, il existe deux isomères structuraux ayant la même formule chimique C 4
H 10, C H butane normale à savoir 3 C H 2 C H 2 C H 3 et méthylpropane (C H 3) 2
C H C H 2 C H 3. Il est intéressant de noter butane normal bout à -0,5 degrés
Celsius, alors que méthylpropane bout à 28 degrés Celsius. Comme le nombre
d'atomes augmente, le nombre d'isomères augmente. Il existe trois isomères
structuraux de formule chimique C 5 H 12, cinq de formule C 6 H 14 et neuf avec
la formule C 7 H 16.
Isomères
structurels de carbone ne sont pas restreints à carbone et de l'hydrogène, mais
ce sont les cas les plus connus d'isomérie structurelle. Dans l'armoire à pharmacie
de ménage, on peut trouver C 3 H 8O , ou d'alcool isopropylique, parfois
identifié comme " l'alcool à friction. " Sa formule développée est C H
3 C H (OH) C H 3. En outre, il est de l'alcool de n-propyle, C H 3 C H 2 C H 2 (OH),
et même de l'éther méthyléthyle, C H 3 O C H 2 C H 3, si aucune de ces deux
composés est susceptible de se trouver dans la maison. Il existe des isomères
structuraux de composés de carbone contenant d'autres atomes, aussi bien.
Ce qui rend une
telle abondance de formes isomères possibles est la capacité des atomes de
quelques éléments - notamment de carbone - à se joindre à un autre. Cela est dû
à la nature des liaisons entre les atomes. Atomes de carbone adjacents sont
reliés par des liaisons covalentes, dans lequel les atomes participants
partagent des électrons aussi, plutôt que de les transférer d'un atome à
l'autre. A titre d'illustration, dans le sel de table ordinaire, NaCl, l'atome
de sodium participant donne sur l'une de ses électrons disponible à l'atome de
chlore, et les deux atomes sont attirés électrostatiquement. Rien de tel
n’existe entre les atomes de carbone reliés à l’éthane, C 2 H 6.
Le silicium et
le bore ont la même capacité à se lier les unes aux autres sans transfert
d'électrons. Les isomères de structure de silicium et de bore sont bien
illustrés dans les silanes - composés de silicium et d'hydrogène - et les
boranes - composés de bore et d'hydrogène. Les composés de carbone et
d'hydrogène commencent par la molécule de méthane, C H 4. De manière analogue à
cela, les composés de silicium et un atome d'hydrogène commencent avec le
silane, S i H 4. Fait intéressant, les composés de bore et d'hydrogène commencent
différemment avec du borane, B H 3 - un composé connu seulement à l'état gazeux
qui se dimérise rapidement pour former B 2 H 6.
La capacité de
former des isomères structurels augmente considérablement le nombre de composés
possibles d'une gamme presque infinie de propriétés. Dans le cas du carbone,
des isomères de structure rendent possible les composés de la vie. Pour le
silicium et le bore, la grande variété de composés offre les mondes
scientifiques et de fabrication d'une pléthore de réactifs. Une application de
dérivés de silane est dans les revêtements qui permettent aux substances
biologiquement inoffensives pour être fixés à des structures de l'implant en
titane. En ce qui concerne les boranes, ils peuvent être utilisés dans des
synthèses organiques spécialisées, dans des piles à combustible exotiques, et
même pour le carburant de fusée.