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On distingue trois types d'isoméries, dites de constitution. Dans l'isomérie de squelette carboné, les composés ne diffèrent que par le squelette de la molécule ; par exemple, les deux isomères du butane : CH3―CH2―CH2―CH3 et
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Dans l'isomérie de position, un même groupe fonctionnel est placé à des points différents d'un même squelette carboné, tandis que l'isomérie de fonction se rencontre lorsque les molécules renferment des groupes fonctionnels différents tout en ayant la même formule brute. Les isoméries dues à des arrangements tridimensionnels différents de molécules ayant des formules développées identiques sont appelées stéréo-isoméries (isoméries de configuration et de conformation) et relèvent de la stéréochimie.