Izotopi pret izomēriem
Starp dažādiem atomiem ir variācijas. Vienos un tajos pašos elementos ir arī variācijas. Izotopi ir viena elementa atšķirību piemēri.
Molekula vai jons ar tādu pašu molekulas formulu var pastāvēt dažādos veidos atkarībā no saistīšanās kārtības, lādiņu sadalījuma atšķirībām, no tā, kā tie izvietojas telpā utt. tie ir pazīstami kā izomēri.
Izotopi
Viena elementa atomi var būt dažādi. Šos viena elementa dažādos atomus sauc par izotopiem. Tie atšķiras viens no otra ar atšķirīgu neitronu skaitu. Tā kā neitronu skaits ir atšķirīgs, atšķiras arī to masas skaitlis. Tomēr viena elementa izotopiem ir vienāds protonu un neitronu skaits. Dažādi izotopi atrodas dažādos daudzumos, un to norāda kā procentuālo vērtību, ko sauc par relatīvo bagātību. Piemēram, ūdeņradim ir trīs izotopi kā protium, deitērijs un tritijs. Viņu neitronu skaits un relatīvā pārpilnība ir šāda.
1 H - neitronu nav, relatīvā pārpilnība ir 99,955%
2 H - viens neitrons, relatīvā pārpilnība ir 0,015%
3 H - divi neitroni, relatīvā pārpilnība ir 0%
Neitronu skaits, ko var saturēt kodols, katram elementam ir atšķirīgs. Starp šiem izotopiem tikai daži ir stabili. Piemēram, skābeklim ir trīs stabili izotopi, un alvai ir desmit stabili izotopi. Lielāko daļu laika vienkāršajiem elementiem ir tāds pats neitronu skaits kā protonu skaitam, bet smagajos elementos neitronu ir vairāk nekā protonu. Neitronu skaits ir svarīgs, lai līdzsvarotu kodolu stabilitāti. Kad kodoli ir pārāk smagi, tie kļūst nestabili, un tāpēc šie izotopi kļūst radioaktīvi. Piemēram, 238. lppU izstaro starojumu un sadalās daudz mazākos kodolos. Izotopiem var būt atšķirīgas īpašības to atšķirīgās masas dēļ. Piemēram, tiem var būt dažādi griezieni, tādējādi viņu KMR spektri atšķiras. Tomēr to elektronu skaits ir līdzīgs, izraisot līdzīgu ķīmisko uzvedību.
Masas spektrometru var izmantot, lai iegūtu informāciju par izotopiem. Tas norāda elementa izotopu skaitu, to relatīvo daudzumu un masu.
Izomēri
Izomēri ir dažādi savienojumi ar vienādu molekulāro formulu. Ir dažādi izomēru veidi. Izomērus galvenokārt var iedalīt divās grupās kā konstitucionālos un stereoizomērus. Konstitucionālie izomēri ir izomēri, kur atomu savienojamība molekulās atšķiras. Butāns ir vienkāršākais alkāns, kas parāda konstitucionālo izomēriju. Butānam ir divi konstitucionālie izomēri, pats butāns un izobutēns.
Stereoizomēros atomi atšķirībā no konstitucionālajiem izomēriem ir savienoti vienā secībā. Stereoizomēri atšķiras tikai pēc to atomu izvietojuma telpā. Stereoizomēri var būt divu veidu, enantiomēru un diastereomēru. Diastereomēri ir stereoizomēri, kuru molekulas nav viens otra spoguļattēli. 1,2-dihloretēna cis-trans-izomēri ir diastereomēri. Enantiomēri ir stereoizomēri, kuru molekulas nav savstarpēji pārklājami spoguļattēli. Enantiomēri rodas tikai ar kirālām molekulām. Hirālā molekula ir definēta kā tāda, kas nav identiska tās spoguļattēlam. Tāpēc kirālā molekula un tās spoguļattēls ir viens otra enantiomēri. Piemēram, 2-butanola molekula ir kirāla, un tā un tās spoguļattēli ir enantiomēri.
Kāda ir atšķirība starp izotopiem un izomēriem?
• Izotopi ir dažādi viena elementa atomi. Izomēri ir dažādi savienojumi ar vienādu molekulāro formulu.
• Izotopi atšķiras viens no otra neitronu skaita dēļ, turpretī izomēri - atomu izvietojuma dēļ.
• Viena elementa izotopiem ir vienāda ķīmiskā uzvedība, bet fizikālās īpašības var atšķirties. Izomēriem ar vienādu ķīmisko formulu ir atšķirības gan attiecībā uz ķīmiskajām, gan fizikālajām īpašībām (izņemot dažus izomērus).
