Izotopy kontra izomery
Istnieją różnice między różnymi atomami. Ponadto istnieją wariacje w obrębie tych samych elementów. Izotopy są przykładami różnic w obrębie jednego elementu.
Cząsteczka lub jon o tym samym wzorze cząsteczkowym może istnieć na różne sposoby w zależności od kolejności wiązań, różnic w rozkładzie ładunków, sposobu, w jaki układają się w przestrzeni itp.; są one znane jako izomery.
Izotopy
Atomy tego samego pierwiastka mogą się różnić. Te różne atomy tego samego pierwiastka nazywane są izotopami. Różnią się one od siebie różną liczbą neutronów. Ponieważ liczba neutronów jest inna, ich liczba masowa również się różni. Jednak izotopy tego samego pierwiastka mają taką samą liczbę protonów i neutronów. Różne izotopy są obecne w różnych ilościach, a to jest podane jako wartość procentowa zwana względną obfitością. Na przykład wodór ma trzy izotopy, takie jak prot, deuter i tryt. Ich liczba neutronów i względna obfitość są następujące.
1H – brak neutronów, względna liczebność 99,985%
2H- jeden neutron, względna liczebność wynosi 0,015%
3H- dwa neutrony, względna liczebność wynosi 0%
Liczba neutronów, które może pomieścić jądro, różni się w zależności od pierwiastka. Wśród tych izotopów tylko niektóre są stabilne. Na przykład tlen ma trzy stabilne izotopy, a cyna dziesięć stabilnych izotopów. W większości przypadków proste pierwiastki mają taką samą liczbę neutronów jak liczba protonów, ale w przypadku ciężkich pierwiastków jest więcej neutronów niż protonów. Liczba neutronów jest ważna dla zrównoważenia stabilności jąder. Kiedy jądra są zbyt ciężkie, stają się niestabilne, a zatem te izotopy stają się radioaktywne. Na przykład 238 U emituje promieniowanie i rozpada się na znacznie mniejsze jądra. Izotopy mogą mieć różne właściwości ze względu na ich różne masy. Na przykład mogą mieć różne spiny, stąd ich widma NMR różnią się. Jednak ich liczba elektronów jest podobna, co powoduje podobne zachowanie chemiczne.
Spektrometr mas może być użyty do uzyskania informacji o izotopach. Podaje liczbę izotopów, które ma dany pierwiastek, ich względne ilości i masy.
Izomery
Izomery to różne związki o tym samym wzorze cząsteczkowym. Istnieją różne rodzaje izomerów. Izomery można głównie podzielić na dwie grupy, jako izomery konstytucyjne i izomery stereo. Izomery konstytucyjne to izomery, w których łączność atomów różni się w cząsteczkach. Butan jest najprostszym alkanem wykazującym konstytucjonalną izomerię. Butan ma dwa izomery konstytucyjne, sam butan i izobuten.
W stereoizomerach atomy są połączone w tej samej kolejności, w przeciwieństwie do izomerów konstytucyjnych. Stereoizomery różnią się jedynie rozmieszczeniem atomów w przestrzeni. Stereoizomery mogą być dwojakiego rodzaju, enancjomery i diastereoizomery. Diastereoizomery to stereoizomery, których cząsteczki nie są swoimi lustrzanymi odbiciami. Izomery cis trans 1,2-dichloroetenu są diastereoizomerami. Enancjomery to stereoizomery, których cząsteczki są nienakładającymi się na siebie lustrzanymi odbiciami. Enancjomery występują tylko z cząsteczkami chiralnymi. Cząsteczka chiralna jest definiowana jako taka, która nie jest identyczna ze swoim lustrzanym odbiciem. Dlatego chiralna cząsteczka i jej lustrzane odbicie są sobą nawzajem. Na przykład cząsteczka 2-butanolu jest chiralna, a jej lustrzane odbicia są enancjomerami.
Jaka jest różnica między izotopami a izomerami?
• Izotopy to różne atomy tego samego pierwiastka. Izomery to różne związki o tym samym wzorze cząsteczkowym.
• Izotopy różnią się między sobą liczbą neutronów, podczas gdy izomery różnią się między sobą układem atomów.
• Izotopy jednego pierwiastka mają takie samo zachowanie chemiczne, ale właściwości fizyczne mogą się różnić. Izomery o tym samym wzorze chemicznym różnią się właściwościami chemicznymi i fizycznymi (z wyjątkiem niektórych izomerów).
