Izotopi proti izomeri
Obstajajo razlike med različnimi atomi. Obstajajo tudi različice znotraj istih elementov. Izotopi so primeri razlik znotraj posameznega elementa.
Molekula ali ion z enako molekulsko formulo lahko obstajata na različne načine, odvisno od veznih vrst, razlik v porazdelitvi nabojev, načina njihove ureditve v prostoru itd.; ti so znani kot izomeri.
Izotopi
Atomi istega elementa so lahko različni. Ti različni atomi istega elementa se imenujejo izotopi. Med seboj se razlikujejo po različnem številu nevtronov. Ker je število nevtronov različno, se razlikuje tudi njihovo masno število. Vendar imajo izotopi istega elementa enako število protonov in nevtronov. Različni izotopi so prisotni v različnih količinah in je podan kot odstotna vrednost, imenovana relativna številčnost. Na primer, vodik ima tri izotope kot protium, devterij in tritij. Njihovo število nevtronov in relativna številčnost sta naslednja.
1 H - brez nevtronov, relativna številčnost je 99,985%
2 H- en nevtron, relativna številčnost je 0,015%
3 H - dva nevtrona, relativna številčnost je 0%
Število nevtronov, ki jih lahko zadrži jedro, se od elementa do elementa razlikuje. Med temi izotopi je le nekaj stabilnih. Na primer, kisik ima tri stabilne izotope, kositer pa deset stabilnih izotopov. Preprosti elementi imajo največkrat enako nevtronsko število kot protonsko število, 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 postajajo radioaktivni. Na primer 238U oddaja sevanje in razpade do veliko manjših jeder. Izotopi imajo lahko različne lastnosti zaradi različnih mas. Na primer, lahko imajo različne vrtljaje, zato se njihovi NMR spektri razlikujejo. Vendar je njihovo elektronsko število podobno, kar povzroča podobno kemijsko vedenje.
Za pridobivanje informacij o izotopih lahko uporabimo masni spektrometer. Podaja število izotopov, ki jih ima element, njihovo relativno količino in maso.
Izomeri
Izomeri so različne spojine z enako molekulsko formulo. Obstajajo različne vrste izomerov. Izomere lahko v glavnem razdelimo v dve skupini kot ustavni izomeri in stereo izomeri. Ustavni izomeri so izomeri, pri katerih se povezljivost atomov razlikuje v molekulah. Butan je najpreprostejši alkan, ki kaže ustavno izomerijo. Butan ima dva ustavna izomera, sam butan in izobuten.
V stereoizomerih so atomi povezani v istem zaporedju, za razliko od ustavnih izomerov. Stereoizomeri se razlikujejo le po razporeditvi svojih atomov v vesolju. Stereoizomeri so lahko dve vrsti, enantiomeri in diastereomeri. Diastereomeri so stereoizomeri, katerih molekule niso medsebojne zrcalne slike. Cis trans izomeri 1,2-dikloroetena so diastereomeri. Enantiomeri so stereoizomeri, katerih molekule so medsebojno zrcalne slike, ki jih ni mogoče superponirati. Enantiomeri se pojavljajo samo pri kiralnih molekulah. Kiralna molekula je opredeljena kot tista, ki ni enaka zrcalni sliki. Kiralna molekula in njena zrcalna slika sta torej enantiomeri drug drugega. Na primer, molekula 2-butanola je kiralna, in zrcalne slike so enantiomeri.
Kakšna je razlika med izotopi in izomeri?
• Izotopi so različni atomi istega elementa. Izomeri so različne spojine z enako molekulsko formulo.
• Izotopi se med seboj razlikujejo zaradi števila nevtronov, medtem ko se izomeri med seboj razlikujejo zaradi razporeditve atomov.
• Izotopi posameznega elementa imajo enako kemijsko obnašanje, vendar se lahko fizikalne lastnosti razlikujejo. Izomeri z enako kemijsko formulo imajo razlike tako v kemijskih kot fizikalnih lastnostih (razen nekaterih izomerov).
