Что такое изомерия? Какие виды бывают?

Изомерия — существование веществ с одинаковой молекулярной формулой, но разным строением или расположением атомов в пространстве → разными свойствами.

Структурная изомерия:

1. Углеродного скелета: н-бутан и изобутан ($C_4H_{10}$).
$$\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_3} \text{ и } \mathrm{(CH_3)_3CH}$$

2. Положения функциональной группы или кратной связи: 1-бутен и 2-бутен.
$$\mathrm{CH_2=CH-CH_2-CH_3} \text{ и } \mathrm{CH_3-CH=CH-CH_3}$$

3. Межклассовая: этанол и диметиловый эфир ($C_2H_6O$).
$$\mathrm{CH_3-CH_2-OH} \text{ и } \mathrm{CH_3-O-CH_3}$$

Другие пары: алкены и циклоалканы ($C_nH_{2n}$); альдегиды и кетоны; карбоновые кислоты и сложные эфиры; глюкоза и фруктоза.

Пространственная (стереоизомерия):

1. Геометрическая (цис-/транс-) — для двойных связей и циклов:

• цис-2-бутен (CH₃ по одну сторону),
• транс-2-бутен (CH₃ по разные стороны).

2. Оптическая — связана с асимметрическим атомом C (4 разных заместителя). Молекулы — несовместимые зеркальные отражения (как ладони). Пример: D- и L-молочная кислота, D- и L-глюкоза.

Изомеры различаются физическими (T°кип, T°пл, плотность) и часто химическими свойствами. Например, у глюкозы и фруктозы разные ферменты в организме.