O que são isômeros estruturais?
Isômeros estruturais são compostos da mesma fórmula química que possuem estruturas e propriedades diferentes, com base em como os átomos constituintes são ordenados. Por exemplo, existem dois isômeros estruturais com a mesma fórmula química C 4 H 10 , a saber butano normal CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 e metilpropano (CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 3 . É interessante notar que o butano normal ferve a -0,5 graus Celsius, enquanto o metilpropano ferve a +28 graus Celsius. À medida que o número de átomos cresce, o número de isômeros aumenta. Existem três isômeros estruturais com a fórmula química C 5 H 12 , cinco com a fórmula C 6 H 14 e nove com a fórmula C 7 H 16 .
Os isômeros estruturais do carbono não se restringem apenas ao carbono e ao hidrogênio, embora esses sejam os casos mais conhecidos de isomerismo estrutural. No armário de remédios para uso doméstico, pode-se encontrar C 3 H 8 O ou álcool isopropílico, algumas vezes identificado como "álcool". Sua fórmula estrutural é CH 3 CH (OH) CH 3 . Além disso, há álcool n-propílico, CH3CH2CH2 (OH) e até éter metiletílico, CH3OCH2CH3, embora nenhum desses dois compostos seja encontrado em casa. Existem isômeros estruturais de compostos de carbono contendo outros átomos também.
O que torna possível uma abundância de formas isoméricas é a capacidade dos átomos de alguns elementos - principalmente o carbono - de se unirem. Isto é devido à natureza das ligações entre os átomos. Os átomos de carbono adjacentes são unidos por ligações covalentes, ligações nas quais os átomos participantes compartilham elétrons igualmente, em vez de transferi-los de um átomo para o outro. Para ilustrar, no sal de mesa comum, NaCl, o átomo de sódio participante entrega seu elétron disponível ao átomo de cloro e os dois átomos são atraídos eletrostaticamente. Nada disso existe entre os átomos de carbono unidos no etano, C 2 H 6 .
O silício e o boro possuem a mesma capacidade de ligação entre si sem transferência de elétrons. Os isômeros estruturais do silício e do boro são bem ilustrados nos silanos - compostos de silício e hidrogênio - e nos boranos - compostos de boro e hidrogênio. Os compostos de carbono e hidrogênio começam com a molécula metano, CH 4 . Análogo a isso, os compostos de silício e hidrogênio começam com silano, SiH 4 . Curiosamente, os compostos de boro e hidrogênio começam de maneira diferente com o borano, BH3 - um composto conhecido apenas no estado gasoso que rapidamente se dimeriza para formar B 2 H 6 .
A capacidade de formar isômeros estruturais aumenta muito o número de compostos possíveis com uma gama quase infinita de propriedades. No caso do carbono, os isômeros estruturais possibilitam os compostos da vida. Para silício e boro, a grande variedade de compostos oferece aos mundos científico e de fabricação uma infinidade de reagentes. Uma aplicação de derivados de silano é em revestimentos que permitem a fixação de materiais biologicamente inofensivos às estruturas de implantes de titânio. Quanto aos boranos, eles podem ser utilizados em sínteses orgânicas especializadas, em células de combustível exóticas e até em combustível de foguetes.