Struktūrinis izomerizmas (IUPAC jį vadina konstituciniu izomerizmu) yra izomerizmo rūšis, kai dvi arba daugiau cheminių medžiagų turi tą pačią molekulinę formulę, bet skiriasi tuo, kaip atomai tarpusavyje susijungę — t. y. skiriasi atomų jungčių (skeleto) tvarka arba funkcinės grupės padėtys. Skirtingai nuo stereoizomerijos, kur išsaugoma atomų jungčių seka, bet skiriasi jų erdvinis išsidėstymas, struktūriniai izomerai skiriasi būtent jungčių išdėstymu.

Pagrindinės rūšys

  • Skeleto (grandinės) izomerai – skiriasi pagrindinio angliavandenilio grandinės struktūra (tiesi arba šakota). Pavyzdys: C4H10 molekulės dvi struktūros — n-butanas ir izobutanas (2-metilpropanas).
  • Padėties (poziciniai, regioizomerai) – tos pačios funkcinių grupių ir skeletų molekulės, bet funkcinių grupių padėtis atomų grandinėje skiriasi. Pavyzdžiai: 1-propanolis ir 2-propanolis; 1-butenas ir 2-butenas.
  • Funkciniai izomerai – tos pačios molekulinės formulės junginiai, turintys skirtingas funkcinės grupes. Pavyzdys: etanolis (alkoholis) ir dietilėteris (eteris) arba etanolis ir dimetiléteris (C2H6O).

Tautomerai

Tautomerai yra speciali funkcinių izomerų grupė: tai greitai persiformuojantys izomerai, kuriuose atomai ir ryšiai keičiasi per protono (H+) perkėlimą ir dvigubo ryšio perkėlimą. Dažniausi pavyzdžiai – keto–enol tautomerys, pvz., tam tikrose sąlygose anglies junginiai gali egzistuoti tiek keto, tiek enol formose. Tautomerizmas turi didelę reikšmę organinėje chemijoje ir biocheminėse reakcijose.

Praktinė reikšmė ir požymiai

  • Skirtingi struktūriniai izomerai dažnai turi skirtingas fizines ir chemines savybes: virimo ir lydymosi temperatūras, tirpumą, dažnai skiriasi ir cheminis aktyvumas.
  • Izomerų atpažinimui naudojami instrumentiniai metodai: NMR, IR, masių spektrometrija, chromatografija ir kt.
  • Pavienius izomerus nustato ir aprašo pagal IUPAC nomenklatūrą — teisingas pavadinimas priklauso nuo jungties struktūros bei funkcinės grupės padėties.

Santrauka: struktūrinis (konstitucinis) izomerizmas reiškia, kad junginiai su ta pačia molekuline formule gali turėti skirtingą atomų jungčių seką arba skirtingas funkcinės grupės vietas, todėl jų savybės gali būti labai skirtingos. Pagrindinės rūšys — skeleto izomerai, padėties (poziciniai) izomerai ir funkciniai izomerai; tautomerai yra funkcinės izomerijos potipis.