Necesitamos primero aclarar qué tipo de isómeros estamos tomando. Si se trata de isómeros constitucionales, entonces la respuesta es directa. Lo único común entre los isómeros constitucionales es su fórmula molecular, pero la forma en que se conectan los átomos varía de una molécula a otra. Esto significa que los electrones se distribuyen de forma diferente, los momentos dipolares son diferentes y, finalmente, los puntos de fusión serán diferentes. Por ejemplo, a pesar de que el butano y el isobutano son ambos C4H10, pero debido a sus diferentes conectivos, sus puntos de fusión son -140C y 159C, respectivamente. Entonces, aunque el momento dipolar neto es cero para ambas moléculas, como es evidente que no son polares, ¡hay una diferencia de 19 C entre ellas! ¿Pero por qué? Esto tiene que ver con algo llamado polarizabilidad, una medida de la facilidad con la que se puede distorsionar la densidad de electrones de una molécula. Debido a que el isobutano es geométricamente más compacto que el butano, es menos polarizable y, por lo tanto, tiene un punto de fusión más bajo.
En cuanto al otro tipo de isómeros que son estereoisómeros, donde los conectivos son idénticos de una molécula a la otra y lo único que varía es cómo los átomos están orientados en el espacio. Hay dos subcategorías: Enantiómeros y Diastereoisómeros. Los enantiómeros existen cuando dos moléculas son imágenes especulares entre sí, pero no son superponibles. Cuando aplaude, se combinan perfectamente entre sí, pero intente ponerlos uno encima del otro y no funcionará. Lo mismo ocurre con los enantiómeros, solo que aquí sustituimos nuestros dedos por varios átomos y nuestras palmas por carbono. Además, los enantiómeros tienen puntos de fusión idénticos, porque aunque no son superponibles, como nuestras manos, son idénticos. Si eres ambidiestro, todo lo que haces con la mano izquierda lo puedes hacer con la mano derecha. A menos que intentes darle la mano derecha a la izquierda, entonces no funcionará. Este es un ejemplo de un entorno enantiomérico (entorno quiral), que simplemente muestra cuándo pueden surgir las diferencias, pero desde un punto de vista relativo, los enantiómeros son idénticos.
Otro tipo de estereoisómeros es diastereoisómeros. Aquí las moléculas no son imágenes especulares entre sí, los átomos están orientados en el espacio de manera diferente y, por lo tanto, su punto de fusión también es diferente. Sin embargo, los conectivos son idénticos, pero debido a que algunos átomos están rodeados por diferentes entornos atómicos, los entornos electrónicos también son diferentes. Esto conduce a diferentes distribuciones electrónicas, lo que conduce a diferentes momentos dipolares y diferentes puntos de fusión.
