Isómeros son compuestos químicos (v.) que tienen la misma fórmula molecular pero presentan propiedades físicas y químicas diferentes. La existencia de i. implica la posibilidad de distribuir un mismo conjunto de átomos de distintas maneras para dar diferentes moléculas (v.). La i. tiene particular importancia en Química orgánica, aunque existen ejemplos de interés en Química inorgánica en el campo de los complejos o compuestos de coordinación (v.).
      Isomería estructural. Se dice que dos moléculas tienen la misma estructura cuando sus átomos presentan la misma ordenación. Es evidente que dos moléculas iguales tienen la misma estructura pero también la tienen dos moléculas estereoisómeras, como se indica más adelante. Se suelen distinguir varios tipos de i., debidos a diferencias estructurales:
      a) Isomería de cadena o de ciclo que es la que presentan aquellos compuestos que difieren en la ordenación de los átomos de carbono en cadenas abiertas más o menos ramificadas o en ciclos. Como ejemplos citaremos el butano (I) y el isobutano (1I) y también el ciclopentano (III) y el metilciclobutano (IV) (v. Cuadro I).
      b) Isomería de posición que presentan los compuestos que tienen el mismo esqueleto carbonado y se diferencian en la posición que ocupan los sustituyentes o grupos funcionales. Son isómeros de este tipo el n-propanol (V) y el isopropanol (VI); también lo son las orto, meta y para-nitroanilinas (VII, VIII y IX).
      c) Isomería de grupo funcional que presentan aquellos compuestos que tienen diferentes grupos funcionales; o sea, estos isómeros pertenecen a distintas series homólogas. P. ej.: el etanol (X) y el éter dimetílico (XI); también el ácido propiónico (XII) y la hidroxiacetona (XIII).
      Tautomería. Puede considerarse como una i. dinámica en la que dos o más isómeros, con frecuencia de grupo funcional, se interconvierten espontáneamente o 'en presencia de catalizadores. El ejemplo más importante de tautomería es la llamada ceto-enólica que se da en la acetona (XIV) y en el éster acetilacético (XV). Otros ejemplos son la tautomería amido-imidol de las amidas (XVI) y la tautomería hidróxido de diazonio-nitrosamina (XVII).
      Estereoisomería. Dos moléculas con la misma estructura se diferencian en configuración si la distribución espacial de sus átomos es diferente. Los dos tipos principales de estereoisomería en Química orgánica son la i. óptica y la geométrica.
      Isomería óptica. Las moléculas orgánicas pueden tener distintos elementos de simetría: planos de simetría, que las cortan en dos mitades de manera que una es imagen especular de la otra; centro de simetría, que es un punto tal que toda línea que pasa por él une dos elementos de la molécula iguales, opuestos y equidistantes del centro; ejes simples de simetría, líneas que atraviesan la molécula de manera que un giro a su alrededor devuelve a aquélla a una posición indistinguible de la primitiva cada cierto número de grados; y ejes alternantes de simetría, que se diferencian de los anteriores en que después del giro hay que reflejar la molécula en un plano perpendicular al eje para devolverla a su posición primitiva.
      Una molécula que carece de simetría es asimétrica; pero lo verdaderamente importante en Química orgánica es la denominada simetría de reflexión que poseen aquellas moléculas que son superponibles con sus imágenes especulares. Las moléculas con esta simetría se llaman aquirales y las que no la poseen, disimétricas o quirales. Presentan quiralidad (del término griego queir, mano) las moléculas totalmente asimétricas y las que sólo poseen ejes simples de simetría. La presencia de algún plano, centro o eje alternante de simetría excluye la posibilidad de quiralidad. Una molécula quiral se caracteriza por poseer un esteroisómero no superponible con ella, que es su imagen especular. Las dos formas especulares se llaman enantioisómeros, enantiómeros o antípodas ópticos. Las relaciones de enantiomería se presentan en objetos de la vida diaria, p. ej., un guante de la mano izquierda y otro de la derecha, un tornillo que gire hacia la izquierda y otro que lo haga hacia la derecha. El caso más simple de quiralidad en las moléculas orgánicas lo presentan las que tienen un átomo de carbono asimétrico, es decir, un átomo de carbono cuyos cuatro enlaces llevan sustituyentes diferentes; p. ej., el ácido láctico, CH3-CHOH-000H, tiene un isómero llamado ácido sarcoláctico o dextroláctico (XVIII), que se aísla del extracto de carne, y otro llamado levoláctico (XIX), que se obtiene en la fermentación de la sacarosa. Los anteriores nombres proceden de la propiedad diferencial más característica de los enentiómeros: su actividad óptica, o sea, su capacidad para desviar el plano de polarización (v.) de la luz polarizada plana en sentidos opuestos, llamándose dextrógiro y levógiro a los enantiómeros que desvían el citado plano a la derecha y a la izquierda, respectivamente. Es fácil comprender por qué las restantes propiedades físicas de ambos enantiómeros (puntos de fusión y ebullición, índices de refracción, espectros, etc.) son idénticas, puesto que en las dos moléculas los átomos guardan la mismas relaciones, excepto su orientación espacial relativa; frente a propiedades escalares o simétricas, ambos antípodas se comportan de igual manera y también reaccionan con la misma velocidad con reactivos aquirales. Las velocidades de reacción con reactivos quirales varían de uno a otro enantiómero; esto es particularmente notorio en reacciones enzimáticas y es frecuente el caso de reacción de un antípoda con una enzima (v.) que no actúa sobre el otro.
      El ácido láctico y otros compuestos con un átomo de carbono asimétrico se presentan en una tercera forma llamada racémica, que se obtiene por síntesis y es una mezcla equimolecular de las formas dextrógira y levógira, careciendo de actividad óptica al compensarse la debida a un enantiómero con la originada por el otro.
      Un compuesto puede tener más de un carbono asimétrico, en cuyo caso aumenta el número de isómeros ópticos; así, el ácido 2,3-dibromobutírico tiene cuatro (XX, XXI, XXII y XXIII). Los dos primeros son enantiómeros y también lo son los dos últimos La relación entre (XX) y (XXII) o entre (XXI) y (XXIII) es de diastereomería, o sea, son diasteroisómeros o diastereómeros los isómeros ópticos que no son imágenes especulares entre sí. Los diastereómeros son en parte idénticos y en parte imágenes especulares y tienen propiedades diferentes, ya que las relaciones espaciales entre sus átomos no son idénticas.
      El ácido tartárico es un ejemplo adicional de compuesto con dos centros de asimetría, pero éstos tienen los mismos sustituyentes y el número de isómeros ópticos se reduce a tres (XXIV, XXV y XXVI). Además, de un par de enantiómeros, que forman el racémico correspondiente, se da la forma (XXVI), llamada forma meso, que es diastereoisómero de los otros dos y tiene un plano de simetría, careciendo, pues, de actividad óptica por tratarse de una molécula aquiral. Entre las moléculas con un número de átomos de carbono asimétrico superior a dos destacan los monosacáridos, que son los azúcares más sencillos.
      Los casos considerados antes se refieren a moléculas con centros de quiralidad; pero la disimetría puede estar asociada a la existencia de un eje de quiralidad, como ocurre en los alenos, que llevan dos sustituyentes diferentes en cada uno de los carbonos extremos, o en los espíranos, con análogo tipo de sustitución. P. ej., los, enantiómeros del 1,3-dicloroaleno (XXVII) o del áci~;io dicarboxílico derivado del espiroheptano (XXVIII).,
      Existen, asimismo, ejemplos de moléculas disimétricas cuyo enantiomerismo se debe a un plano quiral, es decir, a la existencia de átomos o grupos diferentes en lados opuestos de dicho plano. Como ejemplos citaremos los compuestos ansa (XXIX) y los paraciclófanos (XXX) cuyos planos quirales subsisten a causa de que los núcleos bencénicos no pueden girar cruzando el anillo mayor por razones estéricas. Citaremos por último los casos de helicidad, de los que un ejemplo típico es el hexaheliceno (XXXI), que no puede ser plano porque se superpondrían los hidrógenos de los dos anillos situados en la parte superior; a causa de ello, hay dos enantiómeros según sea el sentido de giro de la espiral.
      Cuando se obtienen por síntesis compuestos quirales resultan siempre en forma racémica; esto se comprende fácilmente en los ejemplos de la bromación del ácido propiónico (XXXII) y de la reducción del ácido pirúvico a láctico (XXXIII). En el primer caso, hay la misma probabilidad de sustitución de los dos hidrógenos en a (que se denominan átomos enantiotópicos) y en el segundo hay igual probabilidad de que el ataque al plano del C=0 se verifique por uno u otro lado; siempre se formarán cantidades iguales de ambos enantiómeros.
      Para aislar estos enantiómeros se les suele transformar en diastereoisómeros tratándolos con una base activa natural, si, como en los ejemplos últimos, son ácidos; y si son bases, se les trata con un ácido activo natural. Dos diastereómeros difieren en propiedades lo suficiente para que se puedan separar por cristalización. De los diastereómeros separados, que son sales (p. ej. (+)-ácido-(+)base y (-)-ácido-(+ )-base), se aíslan los enantiómeros del racémico original. Otro método de resolución de racémicos es el llamado bioquímico o enzimático; al atacar el racémico con un cultivo bacteriano, éste consume uno de los enantiómeros y de las aguas madres se puede aislar el otro. Se han ensayado, asimismo, separaciones cromatográficas (v. CROMATOORAFíA) con columnas quirales, con desigual éxito.
      Isomería geométrica. Los isómeros geométricos tienen también idéntica estructura y se diferencian en configuración. Son moléculas simétricas y carecen de actividad óptica. Dos isómeros geométricos, que son en realidad diastereómeros, se diferencian en los casos más simples e importantes en que determinados grupos están situados a uno u otro lado de un plano molecular. P. ej., el cis- y el trans-buteno-2 (XXXIV y XXXV); la denominación cis alude a que los grupos iguales están al mismo lado del plano perpendicular al del papel que contiene los dos carbonos olefínicos, y el prefijo trans a que los grupos iguales están a distinto lado de dicho plano. La i. cis-trans se da también con respecto a ciclos rígidos o flexibles como en los casos de cis y trans-1,2-dimetilciclopropano (XXXVI y XXXVII) y de cis y trans-1,3-diclorociclopentano (XXXVIII y XXXIX). Los isómeros cis-trans difieren en sus propiedades físicas y en muchos aspectos de su reaccionabilidad química; p. ej., el ácido maleico (cis; XL) da fácilmente anhídrido, lo que no ocurre con su isómero, el ácido fumárico (trans; XLI).
      Conformaciones rotacionales. Las fórmulas (XLII) y (XLIII) representan dos disposiciones espaciales diferentes de la fórmula empírica C2H6 del etano. En principio, podría parecer que hay dos isómeros del etano o, más bien, infinitos correspondientes a las infinitas disposiciones espaciales que resultan del giro de un grupo CH3 alrededor del enlace C-C. Sin embargo, no se aíslan estos supuestos isómeros porque el citado giro requiere muy poca energía y ocurre en la práctica de forma totalmente libre. Este tipo de disposiciones espaciales de conjuntos de átomos que se interconvierten de forma espontánea se llaman conformaciones, confórmeros o rotámeros. Se diferencian de los isómeros simplemente en la magnitud de la barrera de interconversión y hay, por supuesto, casos marginales. Así, el giro de la molécula de bifenilo alrededor del enlace central es bastante libre, pero si se colocan en las posiciones orto grupos voluminosos diferentes puede quedar impedido y resultar pares de enantiómeros (XLIV y XLV); con grupos menos voluminosos nos encontramos en la zona marginal entre isómeros y conformaciones.
      Isomería en Química inorgánica. En los complejos cuadrados planos se producen diastereómeros, como ocurre con derivados de PtII, Pd", Ni", etc.; p. ej., XLVI y XLVII son isómeros cis-trans. La mayor variedad de i. se da en los complejos hexacoordinados metálicos, que suelen ser de estructura octaédrica; se han estudiado sobre todo en el Coln y también en el CrIII, PtIv, etc. Se presentan casos de i. óptica y geométrica; p. ej., los isó meros    cis    y    trans    del    dicloruro    de    tetramincobalto' 1 (XLVIII y XLIX) y los enantiómeros del catión
      [Co(NH2-CH2-CH2-NH2)3] 3+    (L y LI).
      V. t.: COMPUESTOS DE COORDINACIÓN;    ESTEREOQUíMICA;    VALENCIA QUÍMICA.