Isómeros

En al campo de la química se pueden encontrar muchas ramas importantes que estudian los compuestos y las sustancias. Entre estas ramas encontramos la química orgánica, una ciencia que se encarga de estudiar las diferentes estructuras, propiedad y reactivada de los compuestos, principalmente de aquellos que están formados por carbono y por hidrógeno. Este fenómeno es conocido con el nombre de isomería y, las sustancias que forman parte de él se conocen con el nombre de isómeros.

Definición

Los isómeros son sustancias que forman parte de un compuesto químico que, a pesar de que tienen una fórmula molecular idéntica, tienen una gran variedad de diferencias en cuanto a la estructura o en cuando a la configuración espacial, además, pueden también presentar diferencias en sus propiedades químicas y físicas.

Características de los isómeros

Las principales características de los isómeros son las siguientes:

Tienen la misma fórmula química e igual masa molar.
Tienen la capacidad de poder agruparse molecularmente de diferentes formas.
Sus propiedades químicas y físicas también tienen diferencias importantes.
Poseen igual número y tipo de átomos en su estructura.
Se pueden relacionar entre sí por medio de fórmulas estructurales y tridimensionales.

Historia

La historia de los isómeros viene de la mano con la isomería y ésta surgió durante la primera mitad del siglo XIX cuando los científicos se dieron cuenta y pudieron demostrar que las sustancias químicas tenían propiedades que no dependían completa y únicamente de su composición, sino que también era importante la disposición de los átomos dentro de la molécula.

Los primeros isómeros que pudieron ser identificados por los químicos y científicos fueron el fulminato de plata y el cianato de plata. Los químicos se encargaron de enviar el trabajo e informa a una revista científica, la cual era dirigida por Gay-Lussac. Cuando fueron estudiados, se logró determinar que las fórmulas que tenían las moléculas era exactamente igual (AgCNO) pero al mismo tiempo notaron que la forma en la que se encontraban los átomos era diferente.

En 1828, sucedió uno de los hechos más importantes de la historia de la química orgánica cuando Wöhler logró sintetizar urea y con esto probó que los compuestos orgánicos se podían sintetizar adecuadamente dentro de un laboratorio. En el año 1830, Berzelius logró observar que, cuando se obtenía ácido tartárico se podían producir dos formas diferentes con la misma composición y fue de esta manera como se formuló por primera vez en el mundo una definición de isomería.

Tipos de isómeros

Existen varios tipos de isómeros y pueden ser calificados de dos formas distintas las cuales a continuación se explican.

Estructurales

Este tipo de isómero se diferencian por la manera en la que logran mantener y unir los átomos y existen tres diferentes tipos.

De posición: son los isómeros que se encuentran presentes en las sustancias en las cuales la estructura es diferente únicamente por el grupo funcional del esqueleto carbonado.
De cadena: se pueden encontrar en las sustancias que tienen una fórmula estructural que se diferencia por los átomos de carbono.
De función: en este grupo se encuentran aquellas sustancias que tienen la misma fórmula molecular pero que al mismo tiempo tienen un diferente grupo funcional.

Estereoisómeros

Este tipo de isómero presenta una fórmula molecular igual a la cuadrícula, tienen una secuencia de átomos enlazados idéntica, incluyendo los enlaces de los átomos, sin embargo, son diferentes en cuanto a la orientación tridimensional de los mismos en el espacio. Existen varios tipos diferentes de ellos.

Geométricos: en ellos no se presenta la rotación libre del eje del enlace y es el tipo de isómero que comúnmente se encuentra en los dobles enlaces de carbono pero ninguno de estos enlaces tiene sustituyentes iguales. Los isómeros geométricos pueden tener una forma cis (cuando los átomos de carbono están en la misma región del espacio) y una forma trans (cuando los átomos se encuentran en diferentes regiones del espacio).
Isómeros configuracionales: este tipo de isómero tiene una molécula de referencia la cual tiene una configuración contraria en un estere centro, en otras palabras únicamente experimentar la ruptura de los enlaces covalentes.
Enantiómeros: surgen cuando la imagen especular de uno de los compuestos puede ser superpuesta en la del otro. Tienen las mismas propiedades físicas y químicas pero difieren en la interacción con otras moléculas quirales.
Diasteroisomero: son diferentes en sus propiedades físicas y químicas.

Propiedades físicas y químicas

Entre las propiedades físicas y químicas de los isómeros se mencionan los siguientes:

Una de sus propiedades es que cuentan con proporciones relativas de átomos, los cuales conforman la molécula.
Tienen estructuras moleculares
Tienen una misma fórmula molecular.
Poseen dos o más compuestos que tienen igual fórmula molecular.
Se distribuyen de manera diferente.
Los puntos de ebullición y de fusión de los compuestos son diferentes.
No pueden ser superpuestos entre sí.
Tienen la misma cantidad de átomos.

Para qué sirven

Uno de sus posibles usos que tienen los isómeros es para lograr encontrar y exhibir los diferentes tipos de comportamientos quimo dinámicos y las posibles toxicidades que se pueden encontrar en la química de la contaminación del aire. También sirven para crear medicinas, las cuales poseen en la actualidad un mayor y mejor rango de seguridad y de efectividad.

Importancia

La principal importancia de los isómeros radica principalmente en el campo de la farmacología clínica o farmacoterapia ya que este tipo de compuestos son diferentes en cuanto a sus propiedades farmacocinéticas y dinámicas lo que les da una serie de beneficios importantes. Los isómeros han ayudado a evolucionar la creación de nuevos medicamentos y a producir medicinas que sean más seguras para el consumo humano y al mismo tiempo que sean también más eficaces.