Agora podemos voltar ao metano (CH₄), etano (C₂H₆) e propano (C₃H₈) para ver um pouco mais detalhadamente como o propano difere dos outros dois alcanos. Nós vimos que trocando qualquer um dos quatro hidrogênios equivalentes do metano por um grupo metílico, obtemos a estrutura da molécula do etano. Similarmente, trocando qualquer um dos seis hidrogênios metílicos equivalentes do etano por um grupo metílico obtemos a estrutura da molécula do propano.

Mas o resultado não é o mesmo quando o composto é o propano. Isso porque ele contém dois tipos diferentes de hidrogênio, dois secundários e seis primários, importando agora qual dos hidrogênios é substituído. Substituindo um dos seis hidrogênios primários por um grupo metílico obtemos o CH₃CH₂CH₂CH₃, alcano de fórmula molecular C₄H₁₀, chamado de butano. Trocando um dos dois hidrogênios secundários por um grupo metílico obtemos o HC(CH₃)₃, que é conhecido como isobutano.

Como os nomes já evidenciam, butano e isobutano são compostos diferentes. Eles possuem estruturas moleculares diferentes com diferentes números de carbono e hidrogênios primários, secundários e terciários, além de diferentes propriedades. O butano, por exemplo, entra em ebulição a -0,5° C, enquanto o isobutano a -11,6° C. Embora sejam compostos diferentes, eles possuem a mesma fórmula molecular, C₄H₁₀. Compostos diferentes que compartilham a mesma fórmula molecular são conhecidos como isômeros, uma palavra derivada das palavras gregas isos, que quer dizer o mesmo, e meros que quer dizer uma parte. Neste sentido, os isômeros possuem a mesma fórmula molecular. Portanto, o butano e o isobutano fornecem um ótimo exemplo de isomeria.

O isobutano e o butano também servem como exemplo de compostos com cadeia reta e ramificada. Olhemos primeiramente para a cadeia reta do butano. Para compreender porque sua cadeia carbônica é chamada de reta, imagine que você está numa das pontas da cadeia e comece a andar por cima dela até a outra ponta.
 

Você poderá atravessar os dois grupos metilênicos até alcançar a outra parte da cadeia em linha reta. Certamente você não encontrou, qualquer tipo de ramificação ao longo da cadeia. Por isso é que a cadeia carbônica do butano é dita reta.

Se você repetir o mesmo procedimento para o isobutano, logo perceberá a existência de uma ramificação no seu caminho.
 

No carbono terciário você deverá decidir em qual dos dois grupos metílicos restantes você caminhará. É por isso que a cadeia carbônica do isobutano é chamada de ramificada.

A grande variedade estrutural dos compostos orgânicos resulta, em parte, devido às possibilidades de isomeria. Quanto maior for o número de carbonos presentes no alcano ou em qualquer outro tipo de composto orgânico, maior a variedade de estruturas covalentes que podem ser formadas e maior o número de isômeros possíveis. A isomeria geralmente não é possível em moléculas pequenas, constituídas de poucos átomos. Como vimos, somente uma estrutura é possível para o metano (um carbono e quatro hidrogênios), uma para o etano (dois carbonos, seis hidrogênios) e uma para o propano (três carbonos e oito hidrogênios). O butano, contudo, com seus quatro carbonos e dez hidrogênios pode ser arranjado em duas moléculas diferentes, butano e isobutano. À medida que o número de átomos na molécula aumenta, aumenta também a capacidade de formar isômeros, e os nomes que devemos usar para identificar cada um deles devem ser diferentes. Mais para a frente, você aprenderá como dar nome a cada um dos alcanos de cadeia reta e aos de cadeia ramificada.
 

C8H18	C8H18
Fig. Os compostos n-octano e i-octano são isômeros porque possuem fórmulas moleculares idênticas.