Різниця між ізотопами та ізомерами

Ізотопи проти Ізомерів

Існують варіації між різними атомами. Також є варіанти в межах одних і тих же елементів. Ізотопи - приклади відмінностей в межах одного елемента.

Молекула або іон, що мають однакову молекулярну формулу, можуть існувати різними способами залежно від порядків зв'язку, різниці розподілу заряду, способу їх розташування в просторі тощо; вони відомі як ізомери.

Ізотопи

Атоми одного елемента можуть бути різними. Ці різні атоми одного і того ж елемента називаються ізотопами. Вони відрізняються один від одного тим, що мають різну кількість нейтронів. Оскільки число нейтронів різне, їхнє масове число також відрізняється. Однак ізотопи одного і того ж елемента мають однакову кількість протонів і нейтронів. Різні ізотопи присутні в різній кількості, і це дається у вигляді відсоткового значення, яке називається відносним достатком. Наприклад, водень має три ізотопи, як протиум, дейтерій і тритій. Їх кількість нейтронів та відносне достаток такі.

¹H - відсутність нейтронів, відносна кількість 99,985%

²H- один нейтрон, відносна чисельність - 0,015%

³H- два нейтрони, відносна кількість 0%

Кількість нейтронів, яке може містити ядро, відрізняється від елемента до елемента. Серед цих ізотопів стабільні лише деякі. Наприклад, кисень має три стабільні ізотопи, а олово - десять стабільних ізотопів. Здебільшого прості елементи мають таке ж число нейтронів, як число протонів, але у важких елементах там більше нейтронів, ніж протони. Кількість нейтронів важливо для збалансування стабільності ядер. Коли ядра занадто важкі, вони стають нестабільними і, отже, ці ізотопи стають радіоактивними. Наприклад, ²³⁸ U випромінює радіацію і розпадається на набагато менші ядра. Ізотопи можуть мати різні властивості через різну масу. Наприклад, вони можуть мати різні оберти, тому їх спектри ЯМР відрізняються. Однак їх число електрон схоже, що спричиняє подібну хімічну поведінку.

Масовий спектрометр може бути використаний для отримання інформації про ізотопи. Він дає кількість ізотопів, якими є елемент, їх відносну чисельність і масу.

Ізомери

Ізомери - це різні сполуки з однаковою молекулярною формулою. Існують різні види ізомерів. Ізомери можна в основному поділити на дві групи як конституційні ізомери та стереоізомери. Конституційні ізомери - це ізомери, де сполучна здатність атомів відрізняється в молекулах. Бутан - найпростіший алкан, який демонструє конституційну ізомерію. Бутан має два конституційних ізомери, сам бутан та ізобутен.

У стереоізомерах атоми з'єднані в тій же послідовності, на відміну від конституційних ізомерів. Стереоізомери відрізняються лише розташуванням своїх атомів у просторі. Стереоізомери можуть бути двох типів, енантіомери та діастереомери. Діастереомери - це стереоізомери, молекули яких не є дзеркальними зображеннями один одного. Цис-транс-ізомери 1,2-дихлороетену є діастереомерами. Енантіомери - це стереоізомери, молекули яких не є надмірно дзеркальними зображеннями один одного. Енантіомери зустрічаються лише з хіральними молекулами. Хіральна молекула визначається як та, яка не тотожна дзеркальному зображенню. Тому хіральна молекула та її дзеркальне зображення є енантіомерами один одного. Наприклад, молекула 2-бутанолу є хіральною, і вона та її дзеркальні зображення є енантіомерами.