que en todos los casos de sustitución mencionados los átomos de hidrógeno aumentan o disminuyen en un número par; pero como en el CH 4 también son pares, se deduce que sin importar cuántas sustituciones se efectúen, siempre se obtendrá un número par de átomos de hidrógeno. Cuando H es reemplazado por CH 3 hay un aumento de CH 2 ; cuando H 2 es reemplazado por CH 2 no hay aumento de hidrógeno; en la sustitución acetilénica CH reemplaza a H 3 , por lo tanto hay un aumento de C y una disminución de H 2 ; en la sustitución carbónica hay una disminución de H 4 . De manera similar, la ley del límite puede deducirse como un corolario de la ley de sustitución. Pues la mayor cantidad posible de hidrógeno se introduce mediante la sustitución metílica, ya que conduce a la adición de CH 2 ; partiendo del CH 4 obtenemos C 2 H 6 , C 3 H 8 y, en general, C n H 2 n +2 , y estos contienen la mayor cantidad posible de hidrógeno. Los hidrocarburos no saturados, que contienen menos hidrógeno, se forman evidentemente solo cuando el aumento de la nueva molécula derivada del metano proviene de una de las otras formas de sustitución. Cuando tiene lugar únicamente la sustitución metílica en el metano, CH 4 , es evidente que el hidrocarburo saturado que se forma es C 2 H 6 o (CH 3 )(CH 3 ). Este se denomina etano . Mediante la sustitución metilénica exclusiva, el etileno , C 2 H 4 , o (CH 2 )(CH 2 ) puede obtenerse directamente del CH 4 , y mediante la sustitución acetilénica el C 2 H 2 o (CH)(CH), o acetileno , siendo ambos hidrocarburos no saturados. De este modo tenemos todos los hidrocarburos posibles con dos átomos de carbono en la molécula: C 2 H 6 , etano; C 2 H 4 , etileno, y C 2 H 2 , acetileno. Pero en ellos, según la ley de sustitución, se pueden repetir las mismas formas de sustitución —es decir, las sustituciones metílica, metilénica, acetilénica e incluso carbónica (puesto que el C 2 H 6 todavía contendrá hidrógeno cuando C reemplace a H 4 )— y, por tanto, las sustituciones posteriores servirán como fuente para la producción de una nueva serie de hidrocarburos saturados y no saturados, que contienen cada vez más carbono en la molécula y, en el caso de la sustitución acetilénica y la sustitución carbónica, cada vez menos hidrógeno. Así, por medio de la ley de sustitución podemos prever no solo el límite C n H 2 n +2 , sino un número ilimitado de hidrocarburos no saturados, C n H 2 n , C n H 2 n -2 ... C n H 2( n-m ) , donde m varía de 0 a n -1, y donde n aumenta indefinidamente. A partir de estos hechos no solo se vuelve comprensible la existencia de una multitud de hidrocarburos poliméricos, que difieren en peso molecular, sino que también se observa la posibilidad de casos de isomerismo con el mismo peso molecular. Este polimerismo , tan común en los compuestos de hidrocarburos, ya se hace evidente en la primera serie no saturada C n H 2 n , porque todos los términos de esta serie C 2 H 4 , C 3 H 6 , C 4 H 8 ... C 30 H 60 ... tienen una e idéntica composición CH 2 , pero diferentes pesos moleculares, tal como se ha explicado ya en el capítulo VII. Las diferencias en la densidad del vapor, en los puntos de ebullición y de fusión, en las cantidades que intervienen en las reacciones, y en los métodos de preparación concuerdan también de manera tan clara con la concepción del polimerismo que este ejemplo será siempre el más claro y concluyente para la ilustración del polimerismo y del peso molecular. Un caso similar se encuentra también entre otros hidrocarburos. Así, el benceno, C 6 H 6 , y el cinameno, C 8 H 8 , corresponden a la composición del acetileno o a un compuesto de la composición CH. El primero hierve a 81°, el segundo a 144°; la gravedad específica del primero es 0,899; la del segundo, 0,925, a 0° —es decir, también aquí el punto de ebullición asciende con el aumento del peso molecular, al igual que lo hace la densidad, como cabría esperar—.
Casos de isomerismo en el sentido estrito de la palabra —es decir, cuando con una identidad de composición y de peso molecular, las propiedades de las sustancias son diferentes— son muy numerosos entre los hidrocarburos y sus derivados. Tales casos son particularmente importantes para la comprensión de la estructura molecular y también, al igual que los polímeros, pueden predecirse a partir de las concepciones antes mencionadas, que expresan los principios de la estructura de los compuestos de carbono basados en la ley de sustitución.