Kluczowa różnica między izoelektroniką a izosterami polega na tym, że izoelektroniczne formy chemiczne mają podobne konfiguracje elektronowe, podczas gdy izostery są formami chemicznymi o podobnej wielkości, tej samej liczbie atomów i elektronach walencyjnych.
Przedrostek „izo-” oznacza, że dwie lub więcej substancji chemicznych ma tę samą charakterystyczną cechę. Gatunki izoelektroniczne i izostery to dwa tego typu cechy. Jednak te dwa terminy różnią się od siebie, w zależności od cechy, która jest uważana za porównywaną między dwoma lub więcej gatunkami chemicznymi.
Co to jest Isoelectronic?
Termin izoelektronika odnosi się do posiadania tej samej liczby elektronów lub tej samej konfiguracji elektronicznej. Gatunki chemiczne, które rozważamy w tym kontekście, obejmują atomy, jony lub cząsteczki. Te indywidua chemiczne powinny mieć taką samą strukturę elektronową tej samej liczby elektronów walencyjnych, aby nazwać je indywiduami izoelektronicznymi. Innymi słowy, termin ten odnosi się do cechy „równego elektrycznego” lub „równego ładunku”. Zazwyczaj te związki chemiczne wykazują również podobne właściwości chemiczne, ponieważ właściwości chemiczne form chemicznych są określane przez konfigurację elektronową form chemicznych.
Rozważając kilka przykładów izoelektronicznych form chemicznych, powszechnym przykładem są atom He i jon Li+ (kation litu), gdzie obie formy chemiczne mają dwa elektrony w swoich atomach/jonie. Podobnie, K+ (kation potasu) i Ca+2 (kation wapnia) są izoelektroniczne, ponieważ oba te kationy mają konfigurację elektroniczną [Ne]4s1. Oprócz atomów/jonów możemy również podać kilka przykładów cząsteczek, które są ze sobą izoelektroniczne, w tym cząsteczkę tlenku węgla i cząsteczkę gazowego azotu.
Rysunek 01: Przykłady cząsteczek izoelektronicznych
Koncepcja izoelektronicznej natury związków chemicznych jest przydatna w przewidywaniu właściwości i reakcji związków chemicznych. Możemy użyć tej funkcji do identyfikacji atomów podobnych do wodoru, które mają jeden elektron walencyjny, a zatem są izoelektroniczne w stosunku do wodoru. Co więcej, możemy zastosować tę koncepcję do identyfikacji nieznanych lub rzadkich związków w zależności od ich elektronicznego podobieństwa do znanych/powszechnych gatunków chemicznych.
Czym są izostery?
Termin izostery odnosi się do związków chemicznych o podobnej wielkości, tej samej liczbie atomów i tej samej liczbie elektronów walencyjnych. Gatunki chemiczne, które rozważamy w tym kontekście, to cząsteczki lub jony. Na przykład benzen i tiofen są cząsteczkami izosterycznymi. Ogólnie rzecz biorąc, cząsteczki izosteryczne mają ten sam kształt ze względu na identyczne układy elektronów. Często te związki chemiczne mają również podobne właściwości elektroniczne. Koncepcja izosterów została po raz pierwszy opracowana przez Irvinga Langmuira w 1919 roku. Później została zmodyfikowana przez Grimma.
Jaka jest różnica między izoelektroniką a izosterami?
Kluczowa różnica między izoelektroniką a izosterami polega na tym, że izoelektroniczne formy chemiczne mają podobne konfiguracje elektronowe, podczas gdy izostery są formami chemicznymi o podobnej wielkości, tej samej liczbie atomów i elektronach walencyjnych. Ponadto izoelektronika opisuje atomy, jony lub cząsteczki, podczas gdy izostery opisują jony lub cząsteczki. Na przykład gazowy tlenek węgla i gazowy azot są względem siebie izoelektroniczne, podczas gdy benzen i tiofen są izosterami.
Poniższa infografika podsumowuje różnice między izoelektroniką a izosterami w formie tabelarycznej do porównania.
Podsumowanie – Izoelektronika kontra izostery
Termin izoelektronika różni się od terminu izostery, ponieważ opisuje dwie różne cechy związków chemicznych. Kluczowa różnica między izoelektroniką a izosterami polega na tym, że izoelektroniczne formy chemiczne mają podobne konfiguracje elektronowe, podczas gdy izostery są formami chemicznymi o podobnej wielkości, tej samej liczbie atomów i elektronach walencyjnych.
