Izotopai vs izomerai
Skirtingi atomai skiriasi. Be to, yra skirtumų tarp tų pačių elementų. Izotopai yra vieno elemento skirtumų pavyzdžiai.
Tą pačią molekulinę formulę turinti molekulė arba jonas gali egzistuoti įvairiais būdais, priklausomai nuo jungimosi tvarkos, krūvio pasiskirstymo skirtumų, būdo, kaip jie išsidėsto erdvėje ir pan.; jie žinomi kaip izomerai.
Izotopai
To paties elemento atomai gali būti skirtingi. Šie skirtingi to paties elemento atomai vadinami izotopais. Jie skiriasi vienas nuo kito tuo, kad turi skirtingą neutronų skaičių. Kadangi neutronų skaičius yra skirtingas, skiriasi ir jų masės skaičius. Tačiau to paties elemento izotopai turi tiek pat protonų ir neutronų. Įvairių izotopų yra skirtingais kiekiais, ir tai pateikiama kaip procentinė vertė, vadinama santykiniu gausumu. Pavyzdžiui, vandenilis turi tris izotopus: protiumą, deuterį ir tritį. Jų neutronų skaičius ir santykinis gausumas yra toks.
1H – nėra neutronų, santykinis gausumas yra 99,985%
2H – vienas neutronas, santykinis gausumas yra 0,015%
3H – du neutronai, santykinis gausumas yra 0%
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, 238 U skleidžia spinduliuotę ir skyla į daug mažesnius branduolius. Izotopai gali turėti skirtingas savybes dėl skirtingos jų masės. Pavyzdžiui, jie gali turėti skirtingus sukinius, todėl skiriasi jų BMR spektrai. Tačiau jų elektronų skaičius yra panašus, todėl cheminis elgesys yra panašus.
Masių spektrometras gali būti naudojamas informacijai apie izotopus gauti. Jame pateikiamas elemento turimų izotopų skaičius, jų santykinis gausumas ir masė.
Izomerai
Izomerai yra skirtingi junginiai, turintys tą pačią molekulinę formulę. Izomerų yra įvairių. Izomerai daugiausia gali būti suskirstyti į dvi grupes kaip konstituciniai izomerai ir stereo izomerai. Konstituciniai izomerai yra izomerai, kurių molekulėse skiriasi atomų jungtys. Butanas yra paprasčiausias alkanas, rodantis konstitucinę izomerizmą. Butanas turi du konstitucinius izomerus – patį butaną ir izobuteną.
Stereoizomerų atomai yra sujungti ta pačia seka, skirtingai nei konstituciniai izomerai. Stereoizomerai skiriasi tik savo atomų išsidėstymu erdvėje. Stereoizomerai gali būti dviejų tipų: enantiomerai ir diastereomerai. Diastereomerai yra stereoizomerai, kurių molekulės nėra viena kitos veidrodiniai atvaizdai. 1,2-dichloreteno cis-trans izomerai yra diastereomerai. Enantiomerai yra stereoizomerai, kurių molekulės yra vienas kito neperdedami veidrodiniai atvaizdai. Enantiomerai atsiranda tik su chiralinėmis molekulėmis. Chiralinė molekulė apibrėžiama kaip ta, kuri nėra identiška jos veidrodiniam vaizdui. Todėl chiralinė molekulė ir jos veidrodinis vaizdas yra vienas kito enantiomerai. Pavyzdžiui, 2-butanolio molekulė yra chiralinė, o ji ir jos veidrodiniai atvaizdai yra enantiomerai.
Kuo skiriasi izotopai ir izomerai?
• Izotopai yra skirtingi to paties elemento atomai. Izomerai yra skirtingi junginiai, turintys tą pačią molekulinę formulę.
• Izotopai skiriasi vienas nuo kito dėl neutronų skaičiaus, o izomerai skiriasi vienas nuo kito dėl atomų išsidėstymo.
• Vieno elemento izotopai turi tą patį cheminį elgesį, tačiau fizinės savybės gali skirtis. Izomerai, kurių cheminė formulė yra tokia pati, skiriasi tiek cheminėmis, tiek fizinėmis savybėmis (išskyrus kai kuriuos izomerus).
