Izotopi proti izomerom
Med različnimi atomi obstajajo razlike. Obstajajo tudi razlike znotraj istih elementov. Izotopi so primeri razlik znotraj posameznega elementa.
Molekula ali ion z isto molekularno formulo lahko obstajata na različne načine, odvisno od vrstnega reda vezi, razlik v porazdelitvi naboja, načina, kako se razporedita v prostoru itd.; ti so znani kot izomeri.
Izotopi
Atomi istega elementa so lahko različni. Te različne atome istega elementa imenujemo izotopi. Med seboj se razlikujejo po tem, da imajo različno število nevtronov. Ker je število nevtronov različno, se razlikuje tudi njihovo masno število. Vendar pa imajo izotopi istega elementa enako število protonov in nevtronov. Različni izotopi so prisotni v različnih količinah in to je podano kot odstotna vrednost, imenovana relativna abundanca. Na primer, vodik ima tri izotope, kot so protij, devterij in tritij. Njihovo število nevtronov in relativna abundanca sta naslednja.
1H – brez nevtronov, relativna abundanca je 99,985 %
2H- en nevtron, relativna abundanca je 0,015 %
3H- dva nevtrona, relativna abundanca je 0%
Število nevtronov, ki jih lahko zadrži jedro, se razlikuje od elementa do elementa. Med temi izotopi so le nekateri stabilni. Na primer, kisik ima tri stabilne izotope, kositer pa deset stabilnih izotopov. Večino časa imajo preprosti elementi enako število nevtronov kot število protonov, vendar je v težkih elementih več nevtronov kot protonov. Število nevtronov je pomembno za uravnoteženje stabilnosti jeder. Ko so jedra pretežka, postanejo nestabilna in zato ti izotopi postanejo radioaktivni. Na primer, 238 U oddaja sevanje in razpade na veliko manjša jedra. Izotopi imajo lahko različne lastnosti zaradi različnih mas. Na primer, lahko imajo različne vrtljaje, zato se njihovi NMR spektri razlikujejo. Vendar je njihovo število elektronov podobno, kar povzroči podobno kemično obnašanje.
Masni spektrometer lahko uporabite za pridobivanje informacij o izotopih. Poda število izotopov, ki jih ima element, njihovo relativno številčnost in mase.
Izomeri
Izomeri so različne spojine z isto molekulsko formulo. Obstajajo različne vrste izomerov. Izomere lahko v glavnem razdelimo v dve skupini kot konstitucionalne izomere in stereo izomere. Konstitucionalni izomeri so izomeri, kjer je povezanost atomov v molekulah različna. Butan je najpreprostejši alkan, ki kaže ustavno izomerijo. Butan ima dva konstitucionalna izomera, sam butan in izobuten.
V stereo-izomerih so atomi povezani v istem zaporedju, za razliko od konstitucionalnih izomerov. Stereoizomeri se razlikujejo le po razporeditvi svojih atomov v prostoru. Stereoizomeri so lahko dveh vrst, enantiomeri in diastereomeri. Diastereomeri so stereoizomeri, katerih molekule niso zrcalne slike druga druge. Cis trans izomeri 1,2-dikloroetena so diastereomeri. Enantiomeri so stereoizomeri, katerih molekule so druga druge zrcalne slike, ki jih ni mogoče združiti. Enantiomeri se pojavljajo samo s kiralnimi molekulami. Kiralna molekula je opredeljena kot tista, ki ni enaka svoji zrcalni podobi. Zato sta kiralna molekula in njena zrcalna slika enantiomera druga druge. Na primer, molekula 2-butanola je kiralna, ona in njene zrcalne slike pa so enantiomeri.
Kakšna je razlika med izotopi in izomeri?
• Izotopi so različni atomi istega elementa. Izomeri so različne spojine z isto molekulsko formulo.
• Izotopi se med seboj razlikujejo po številu nevtronov, izomeri pa po razporeditvi atomov.
• Izotopi posameznega elementa imajo enako kemijsko obnašanje, fizikalne lastnosti pa se lahko razlikujejo. Izomeri z isto kemijsko formulo imajo razlike v kemijskih in fizikalnih lastnostih (razen nekaterih izomerov).
