Ključna razlika med izotoničnimi in izoelektronskimi vrstami je, da imajo izotonične vrste podobno število nevtronov, medtem ko imajo izoelektronske vrste podobno število elektronov.
Izraza izotonični in izoelektronski se nanašata na kemične vrste, ki imajo nekaj skupnega, npr. enako število elektronov, enako število nevtronov itd.
Kaj so izotonične vrste?
Izotonične vrste so kemične vrste, ki imajo enako število nevtronov. Ti so znani tudi kot izotoni. Izotoni so dva ali več nuklidov z enakim številom nevtronov, vendar imajo različno število protonov. Nevtronsko število je označeno z N, protonsko število pa z Z.
Pogost primer bi bila jedra bora -12 in ogljika -13. Oba nuklida vsebujeta 7 nevtronov v vsakem atomu. Zato jih lahko imenujemo izotoni. Podobna skupina izotoničnih vrst vključuje atome z 20 nevtroni na atom. Ta skupina vključuje S-36, Cl-37, Ar-38, K-39 in Ca-40. Vsi ti atomi imajo 20 nevtronov, vendar različno število protonov. Število protonov lahko dobimo tako, da od masnega števila odštejemo 20. Npr. za atom žvepla je število protonov na atom=36 – 20=16.
Izraz izotonični prihaja iz grščine in pomeni "enako raztezanje". Uvedel ga je nemški fizik K. Guggenheimer. Če upoštevamo izotope kemičnih elementov, je lahko veliko atomov z enakim številom nevtronov. Običajno največje število opazovalno stabilnih nuklidov izstopa za dve izotonični vrsti 50 in 82.
Kaj so izoelektronske vrste?
Izoelektronske vrste so kemične vrste z enakim številom elektronov. Z drugimi besedami, izoelektronske vrste imajo enako število elektronov ali enako elektronsko strukturo. Ta pojav je znan kot izoelektronost.
Na primer, ogljikov monoksid, NO+ in N2 so izoelektronske kemične vrste, ker imajo te strukture enako število elektronov na spojino. Nasprotno pa CH3COOH in CH3N=NCH3 nista izoelektronska, ker imata različno število elektronov.
Pomen identifikacije izoelektronskih kemičnih vrst je zmožnost preučevanja bistveno sorodnih vrst kot parov ali serij. Poleg tega lahko pričakujemo, da bo to koristno pri doslednosti in predvidljivosti lastnosti teh kemičnih vrst. Zato nam daje namige o možnih lastnostih in reakcijah.
Na primer, atom N in ion O+ sta drug drugemu izoelektronska. To je zato, ker imata obe vrsti pet valenčnih elektronov in [He]2s22p3. Drug pogost primer je serija kationov s K+, Ca2+ in Sc3+. Podobno so Cl-, S2- in P3- serije anionov s podobnim številom elektronov.
Pri dvoatomnih molekulah lahko uporabimo molekularne orbitalne diagrame za ponazoritev izoelektronosti v dvoatomni molekuli. To prikazuje atomske orbitale, ki se mešajo v izoelektronske vrste, kar kaže na identično kombinacijo orbital in vez.
Obstaja nekaj poliatomskih spojin, ki so med seboj lahko izoelektronske. Splošno znan primer bi bil niz aminokislin s serinom, cisteinom in selenocisteinom. Te aminokisline se med seboj razlikujejo glede na specifični halkogen, ki je prisoten na mestu v stranski verigi.
Kakšna je razlika med izotoničnimi in izoelektronskimi vrstami?
Izotonične in izoelektronske kemične vrste so pomembne pri preučevanju kemijskih lastnosti sorodnih spojin. Ključna razlika med izotoničnimi in izoelektronskimi vrstami je, da je pri izotoničnih vrstah število nevtronov enako, medtem ko je pri izoelektronskih vrstah število elektronov enako.
Spodnja infografika predstavlja razlike med izotoničnimi in izoelektronskimi vrstami v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – izotonične proti izoelektronskim vrstam
Izotonične vrste so kemične vrste, ki imajo enako število nevtronov. Izoelektronske vrste so kemične vrste z enakim številom elektronov. Zato je ključna razlika med izotoničnimi in izoelektronskimi vrstami v tem, da imajo izotonične vrste podobno število nevtronov, medtem ko imajo izoelektronske vrste podobno število elektronov.
