Η βασική διαφορά μεταξύ ισοηλεκτρονικών και ισοστερών είναι ότι τα ισοηλεκτρονικά χημικά είδη έχουν παρόμοιες ηλεκτρονικές διαμορφώσεις ενώ τα ισοστερή είναι χημικά είδη με παρόμοιο μέγεθος, τον ίδιο αριθμό ατόμων και ηλεκτρονίων σθένους.
Το πρόθεμα "iso-" σημαίνει ότι δύο ή περισσότερα χημικά είδη έχουν το ίδιο χαρακτηριστικό γνώρισμα. Τα ισοηλεκτρονικά είδη και τα ισοστερή είναι δύο τέτοιοι τύποι χαρακτηριστικών. Ωστόσο, αυτοί οι δύο όροι είναι διαφορετικοί μεταξύ τους, ανάλογα με το χαρακτηριστικό που θεωρείται ότι συγκρίνεται μεταξύ δύο ή περισσότερων χημικών ειδών.
Τι είναι το Isoelectronic;
Ο όρος ισοηλεκτρονικός αναφέρεται στην ύπαρξη του ίδιου αριθμού ηλεκτρονίων ή της ίδιας ηλεκτρονικής διαμόρφωσης. Τα χημικά είδη που εξετάζουμε σε αυτό το πλαίσιο περιλαμβάνουν άτομα, ιόντα ή μόρια. Αυτά τα χημικά είδη θα πρέπει να έχουν την ίδια ηλεκτρονική δομή του ίδιου αριθμού ηλεκτρονίων σθένους για να τα ονομάσουμε ως ισοηλεκτρονικά είδη. Με άλλα λόγια, αυτός ο όρος αναφέρεται στο χαρακτηριστικό «ίσο ηλεκτρικό» ή «ίσο φορτίο». Συνήθως, αυτά τα χημικά είδη παρουσιάζουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες επίσης επειδή οι χημικές ιδιότητες των χημικών ειδών καθορίζονται από την ηλεκτρονική διαμόρφωση των χημικών ειδών.
Όταν εξετάζουμε ορισμένα παραδείγματα για ισοηλεκτρονικά χημικά είδη, ένα κοινό παράδειγμα θα ήταν το άτομο He και το ιόν Li+ (κατιόν λιθίου), όπου και τα δύο χημικά είδη έχουν δύο ηλεκτρόνια στα άτομα/ιόν τους. Ομοίως, το K+ (κατιόν καλίου) και το Ca+2 (κατιόν ασβεστίου) είναι ισοηλεκτρονικά καθώς και τα δύο αυτά κατιόντα έχουν την ηλεκτρονική διαμόρφωση [Ne]4s1. Εκτός από τα άτομα/ιόντα, μπορούμε επίσης να δώσουμε μερικά παραδείγματα για μόρια που είναι ισοηλεκτρονικά μεταξύ τους, όπως το μόριο μονοξειδίου του άνθρακα και το μόριο αερίου αζώτου.
Εικόνα 01: Παραδείγματα ισοηλεκτρονικών μορίων
Η έννοια της ισοηλεκτρονικής φύσης των χημικών ειδών είναι χρήσιμη για την πρόβλεψη των ιδιοτήτων και των αντιδράσεων ενός χημικού είδους. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το χαρακτηριστικό για να αναγνωρίσουμε άτομα παρόμοια με το υδρογόνο που έχει ένα ηλεκτρόνιο σθένους και επομένως είναι ισοηλεκτρονικά με το υδρογόνο. Επιπλέον, μπορούμε να εφαρμόσουμε αυτήν την έννοια για να αναγνωρίσουμε άγνωστες ή σπάνιες ενώσεις ανάλογα με την ηλεκτρονική τους ομοιότητα με ένα γνωστό/κοινό χημικό είδος.
Τι είναι τα Isosteres;
Ο όρος ισοστερές αναφέρεται σε χημικά είδη που έχουν παρόμοιο μέγεθος, τον ίδιο αριθμό ατόμων και τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων σθένους. Τα χημικά είδη που εξετάζουμε σε αυτό το πλαίσιο είναι μόρια ή ιόντα. Για παράδειγμα, το βενζόλιο και το θειοφαίνιο είναι ισοστερικά μόρια. Γενικά, τα ισοστερικά μόρια έχουν το ίδιο σχήμα λόγω των πανομοιότυπων διατάξεων ηλεκτρονίων τους. Συχνά, αυτά τα χημικά είδη έχουν παρόμοιες ηλεκτρονικές ιδιότητες επίσης. Η έννοια των ισοστερών αναπτύχθηκε για πρώτη φορά από τον Irving Langmuir το 1919. Αργότερα, τροποποιήθηκε από τον Grimm.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ισοηλεκτρονικού και ισοστερών;
Η βασική διαφορά μεταξύ ισοηλεκτρονικών και ισοστερών είναι ότι τα ισοηλεκτρονικά χημικά είδη έχουν παρόμοιες ηλεκτρονικές διαμορφώσεις ενώ τα ισοστερή είναι χημικά είδη με παρόμοιο μέγεθος, τον ίδιο αριθμό ατόμων και ηλεκτρονίων σθένους. Επιπλέον, το ισοηλεκτρονικό περιγράφει άτομα, ιόντα ή μόρια ενώ τα ισοστερή περιγράφουν ιόντα ή μόρια. Για παράδειγμα, το αέριο μονοξείδιο του άνθρακα και το αέριο άζωτο είναι ισοηλεκτρονικά μεταξύ τους ενώ το βενζόλιο και το θειοφαίνιο είναι ισοστερή.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τις διαφορές μεταξύ ισοηλεκτρονικών και ισοστερών σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Isoelectronic vs Isosteres
Ο όρος ισοηλεκτρονικός είναι διαφορετικός από τον όρο ισοστερείς επειδή περιγράφουν δύο διαφορετικά χαρακτηριστικά χημικών ειδών. Η βασική διαφορά μεταξύ ισοηλεκτρονικών και ισοστερών είναι ότι τα ισοηλεκτρονικά χημικά είδη έχουν παρόμοιες ηλεκτρονικές διαμορφώσεις, ενώ τα ισοστερή είναι χημικά είδη με παρόμοιο μέγεθος, τον ίδιο αριθμό ατόμων και ηλεκτρονίων σθένους.
