Izotópok vs izomerek
A különböző atomok között eltérések vannak. Emellett ugyanazon elemeken belül vannak variációk. Az izotópok példák az egyetlen elemen belüli különbségekre.
Az azonos molekulaképletű molekula vagy ion különféle módon létezhet, a kötési sorrendtől, a töltéseloszlás különbségeitől, a térben való elhelyezkedésük módjától stb.; ezeket izomereknek nevezzük.
Izotópok
Ugyanazon elem atomjai különbözőek lehetnek. Ugyanannak az elemnek ezeket a különböző atomjait izotópoknak nevezzük. Különböznek egymástól, mivel eltérő számú neutron van. Mivel a neutronszám eltér, tömegszámuk is eltér. Ugyanazon elem izotópjainak ugyanakkora a protonja és a neutronja. Különböző izotópok változó mennyiségben vannak jelen, és ezt százalékos értékként adjuk meg, amelyet relatív bőségnek nevezünk. Például a hidrogénnek három izotópja van, mint protium, deutérium és trícium. A neutronok száma és a relatív bőségük a következő.
1 H - nincs neutron, a relatív bőség 99.985%
2 H- egy neutron, relatív bősége 0,015%
3 H- két neutron, relatív bőség 0%
A sejtmagban lévő neutronok száma elemenként eltérő. Ezen izotópok közül csak néhány stabil. Például az oxigénnek három stabil izotópja van, az ónnak pedig tíz stabil izotópja van. Leggyakrabban az egyszerű elemeknek ugyanaz a neutronszámuk, mint a protonszámnak, de nehéz elemekben több neutron van, mint a protonoké. A neutronok száma fontos az atommagok stabilitásának egyensúlyában. Ha a magok túl nehézek, instabillá válnak, és ezért ezek az izotópok radioaktívvá válnak. Például 238Az U sugárzást bocsát ki és sokkal kisebb magokra bomlik. Az izotópok különböző tömegük miatt eltérő tulajdonságokkal bírhatnak. Például különböző pörgésük lehet, így az NMR-spektrumuk eltér. Elektronszámuk azonban hasonló, hasonló kémiai viselkedést eredményez.
Tömegspektrométerrel lehet információt szerezni az izotópokról. Megadja az elem izotópjainak számát, relatív bőségüket és tömegüket.
Izomerek
Az izomerek különböző vegyületek, azonos molekulaképlettel. Különböző típusú izomerek léteznek. Az izomerek főként két csoportra oszthatók, mint alkotmányos és sztereo izomerek. Az alkotmányos izomerek olyan izomerek, ahol az atomok összekapcsolhatósága molekulákban különbözik. A bután a legegyszerűbb alkán, amely alkotmányos izomerizmust mutat. A butánnak két alkotmányos izomerje van, maga a bután és az izobutén.
A sztereo-izomerekben az atomok azonos sorrendben kapcsolódnak, ellentétben az alkotmányos izomerekkel. A sztereoizomerek csak atomjaik térbeli elrendezésében különböznek egymástól. A sztereoizomerek kétféle típusúak lehetnek: enantiomerek és diasztereomerek. A diasztereomerek olyan sztereoizomerek, amelyek molekulái nem egymás tükörképei. Az 1,2-diklór-etén cisz-transz-izomerjei diasztereomerek. Az enantiomerek olyan sztereoizomerek, amelyek molekulái nem egymásra helyezhető tükörképek. Az enantiomerek csak királis molekuláknál fordulnak elő. A királis molekula olyan, amely nem azonos a tükörképével. Ezért a királis molekula és tükörképe egymás enantiomerjei. Például a 2-butanol molekula királis, és tükörképei enantiomerek.
Mi a különbség az izotópok és az izomerek között?
• Az izotópok ugyanazon elem különböző atomjai. Az izomerek különböző vegyületek, azonos molekulaképlettel.
• Az izotópok a neutronok száma miatt különböznek egymástól, míg az izomerek az atomok elrendeződése miatt különböznek egymástól.
• Egyetlen elem izotópjainak kémiai viselkedése azonos, a fizikai tulajdonságok azonban eltérőek lehetnek. Az azonos kémiai képletű izomerek kémiai és fizikai tulajdonságaikban egyaránt különböznek (néhány izomer kivételével).
