Isotoopit vs. isomeerit
Eri atomien välillä on vaihteluita. Samoissa elementeissä on myös muunnelmia. Isotoopit ovat esimerkkejä eroista yhden elementin sisällä.
Molekyyli tai ioni, jolla on sama molekyylikaava, voi esiintyä eri tavoin riippuen sitoutumisjärjestyksistä, varauksen jakautumiseroista, tavasta, jolla ne järjestyvät tilaan jne. nämä tunnetaan isomeereinä.
Isotoopit
Saman elementin atomit voivat olla erilaisia. Näitä saman elementin erilaisia atomeja kutsutaan isotoopeiksi. Ne eroavat toisistaan, koska niillä on erilainen määrä neutroneja. Koska neutroniluku on erilainen, myös niiden massaluku eroaa. Saman elementin isotoopeilla on kuitenkin sama määrä protoneja ja neutroneja. Eri isotooppeja esiintyy vaihtelevina määrinä, ja tämä ilmoitetaan prosentuaalisena arvona, jota kutsutaan suhteelliseksi runsaudeksi. Esimerkiksi vedyllä on kolme isotooppia, kuten protium, deuterium ja tritium. Niiden neutronien määrä ja suhteelliset runsaudet ovat seuraavat.
1 H - ei neutroneja, suhteellinen runsaus on 99,955%
2 H- yksi neutroni, suhteellinen runsaus on 0,015%
3 H - kaksi neutronia, suhteellinen runsaus on 0%
Neutronien määrä, jota ydin voi pitää, vaihtelee elementistä toiseen. Näiden isotooppien joukossa vain jotkut ovat stabiileja. Esimerkiksi hapessa on kolme stabiilia isotooppia ja tinassa on kymmenen stabiilia isotooppia. Suurimman osan ajasta yksinkertaisilla elementeillä on sama neutroniluku kuin protoniluvulla, mutta raskaissa elementeissä niitä on enemmän kuin protoneja. Neutronien määrä on tärkeä ytimen vakauden tasapainottamiseksi. Kun ytimet ovat liian painavia, ne muuttuvat epävakaiksi ja siksi niistä isotoopeista on tulossa radioaktiivisia. Esimerkiksi 238U lähettää säteilyä ja hajoaa paljon pienempiin ytimiin. Isotoopeilla voi olla erilaiset ominaisuudet niiden eri massojen vuoksi. Esimerkiksi heillä voi olla erilaisia pyöriä, joten niiden NMR-spektrit eroavat. Niiden elektroniluku on kuitenkin samanlainen aiheuttaen samanlaisen kemiallisen käyttäytymisen.
Massaspektrometrillä voidaan saada tietoa isotoopeista. Se antaa elementillä olevien isotooppien määrän, niiden suhteelliset määrät ja massat.
Isomeerit
Isomeerit ovat erilaisia yhdisteitä, joilla on sama molekyylikaava. Isomeerejä on erilaisia. Isomeerit voidaan jakaa pääasiassa kahteen ryhmään perustuslaillisina ja stereoisomeereinä. Konstitutionaaliset isomeerit ovat isomeerejä, joissa atomien liitettävyys eroaa molekyyleissä. Butaani on yksinkertaisin alkaani, joka osoittaa perustuslaillisen isomerismin. Butaanilla on kaksi perustuslaillista isomeeriä, itse butaani ja isobuteeni.
Stereo-isomeereissä atomit ovat yhteydessä samassa järjestyksessä, toisin kuin konstitutionaaliset isomeerit. Stereoisomeerit eroavat toisistaan vain atomien järjestyksessä avaruudessa. Stereoisomeerit voivat olla kahden tyyppisiä, enantiomeerit ja diastereomeerit. Diastereomeerit ovat stereoisomeereja, joiden molekyylit eivät ole toistensa peilikuvia. 1,2-dikloorieteenin cis-trans-isomeerit ovat diastereomeerejä. Enantiomeerit ovat stereoisomeerejä, joiden molekyylit eivät ole päällekkäisiä peilikuvia toisistaan. Enantiomeereja esiintyy vain kiraalisten molekyylien kanssa. Kiraalinen molekyyli määritellään sellaiseksi, joka ei ole identtinen sen peilikuvan kanssa. Siksi kiraalinen molekyyli ja sen peilikuva ovat toistensa enantiomeerejä. Esimerkiksi 2-butanolimolekyyli on kiraalinen, ja se ja sen peilikuvat ovat enantiomeerejä.
Mikä on ero isotooppien ja isomeerien välillä?
• Isotoopit ovat saman elementin eri atomeja. Isomeerit ovat erilaisia yhdisteitä, joilla on sama molekyylikaava.
• Isotoopit eroavat toisistaan neutronien lukumäärän vuoksi, kun taas isomeerit eroavat toisistaan atomien järjestäytymisen vuoksi.
• Yhden elementin isotoopeilla on sama kemiallinen käyttäytyminen, mutta fysikaaliset ominaisuudet voivat vaihdella. Isomeereillä, joilla on sama kemiallinen kaava, on eroja sekä kemiallisissa että fysikaalisissa ominaisuuksissa (lukuun ottamatta joitain isomeerejä).
