Pagrindinis skirtumas tarp alotropų ir izotopų yra tas, kad alotropai vertinami molekuliniu lygiu, o izotopai – atominiu lygiu.
Periodinėje lentelėje yra apie 118 elementų pagal jų atominį skaičių. Elementas yra cheminė medžiaga, susidedanti tik iš vieno tipo atomų; vadinasi, jie yra gryni. Allotropai yra skirtingos to paties junginio formos, o izotopai yra skirtingos to paties elemento formos.
Kas yra alotropai?
Allotropai yra skirtingos to paties elemento formos molekuliniame lygmenyje. Jie rodo skirtingas fizines savybes. Tarp visų cheminių elementų anglis, deguonis, siera ir fosforas yra pagrindiniai elementai, turintys alotropų. Anglis turi daug alotropų. Aštuoni anglies alotropai labai skiriasi vienas nuo kito. Pavyzdžiui, deimantas yra stipriausias anglies alotropas, o grafitas yra ne toks stiprus. Anglies nanovamzdeliai, fullerenas ir amorfinė anglis yra kai kurie kiti anglies alotropai.
1 pav. Anglies allotropai
Deguonies elementui būdingi du bendri alotropai – O2 ir O3. O2 yra daugiau nei O3. Paprastai gamtoje vieni alotropai yra gausesni nei kiti dėl savo stabilumo. Fosforas turi tris alotropus: raudonąjį, b altąjį ir juodąjį fosforą. Iš jų labiausiai paplitęs raudonasis ir b altasis fosforas. Allotropai skiriasi vienas nuo kito dėl atomų išsidėstymo, atomų skaičiaus ir kt.
Kas yra izotopai?
Izotopai yra skirtingos to paties cheminio elemento atomų formos. Jie skiriasi vienas nuo kito, nes turi skirtingą neutronų skaičių. Kadangi neutronų skaičius skiriasi, skiriasi ir jų masės skaičius.
Tačiau to paties elemento izotopai turi tiek pat protonų ir neutronų. Įvairių izotopų yra skirtingais kiekiais, ir mes galime tai pateikti kaip procentinę reikšmę, vadinamą santykiniu gausumu. Pavyzdžiui, vandenilis turi tris izotopus: protiumą, deuterį ir tritį. Jų neutronų skaičius ir santykinis gausumas yra toks.
2 pav. Skirtingi cheminio elemento vandenilio izotopai
Neutronų, kuriuos gali turėti branduolys, skaičius skiriasi priklausomai nuo elemento. Iš šių izotopų tik kai kurie yra stabilūs. Pavyzdžiui, deguonis turi tris stabilius izotopus, o alavas – dešimt stabilių izotopų. Dažniausiai paprasti elementai turi tokį patį neutronų skaičių kaip ir protonų skaičius. Tačiau sunkiuosiuose elementuose neutronų yra daugiau nei protonų. Neutronų skaičius yra svarbus siekiant subalansuoti branduolių stabilumą. Kai branduoliai yra per sunkūs, jie tampa nestabilūs; todėl tie izotopai tampa radioaktyvūs. Pavyzdžiui, 238U skleidžia spinduliuotę ir skyla į daug mažesnius branduolius. Izotopai gali turėti skirtingas savybes dėl skirtingos jų masės. Pavyzdžiui, jie gali turėti skirtingus sukimus; todėl jų BMR spektrai skiriasi. Tačiau jų elektronų skaičius yra panašus, todėl cheminis elgesys yra panašus.
Kuo skiriasi alotropai ir izotopai?
Allotropai yra skirtingos to paties elemento formos molekuliniame lygmenyje. Izotopai yra skirtingos to paties cheminio elemento atomų formos. Pagrindinis skirtumas tarp alotropų ir izotopų yra tas, kad alotropai svarstomi molekuliniu lygiu, o izotopai – atominiu lygiu. Be to, dar vienas skirtumas tarp alotropų ir izotopų yra tas, kad alotropai skiriasi vienas nuo kito pagal atomų išsidėstymą, o izotopai skiriasi vienas nuo kito neutronų skaičiumi.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiama daugiau informacijos apie skirtumą tarp alotropų ir izotopų.
Santrauka – alotropai prieš izotopus
Nors terminai alotropas ir izotopas skamba panašiai, jie labai skiriasi vienas nuo kito pagal savo reikšmes. Pagrindinis skirtumas tarp alotropų ir izotopų yra tas, kad alotropai vertinami molekuliniu lygiu, o izotopai – atominiu lygiu.
