Η βασική διαφορά μεταξύ αλλοτρόπων και ισοτόπων είναι ότι τα αλλοτρόπα θεωρούνται σε μοριακό επίπεδο ενώ τα ισότοπα εξετάζονται σε ατομικό επίπεδο.
Υπάρχουν περίπου 118 στοιχεία στον περιοδικό πίνακα σύμφωνα με τον ατομικό τους αριθμό. Ένα στοιχείο είναι μια χημική ουσία που αποτελείται από έναν μόνο τύπο ατόμων. ως εκ τούτου, είναι αγνά. Τα αλλότροπα είναι διαφορετικές μορφές της ίδιας ένωσης ενώ τα ισότοπα είναι διαφορετικές μορφές του ίδιου στοιχείου.
Τι είναι τα αλλότροπα;
Τα αλλότροπα είναι διαφορετικές μορφές του ίδιου στοιχείου σε μοριακό επίπεδο. Παρουσιάζουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες. Μεταξύ όλων των χημικών στοιχείων, ο άνθρακας, το οξυγόνο, το θείο και ο φώσφορος είναι τα κύρια στοιχεία που έχουν αλλότροπα. Ο άνθρακας έχει μεγάλο αριθμό αλλοτρόπων. Τα οκτώ αλλότροπα του άνθρακα διαφέρουν σε μεγάλο βαθμό μεταξύ τους. Για παράδειγμα, το διαμάντι είναι το ισχυρότερο αλλοτρόπο του άνθρακα ενώ ο γραφίτης είναι λιγότερο ισχυρός. Οι νανοσωλήνες άνθρακα, το φουλερένιο και ο άμορφος άνθρακας είναι μερικά άλλα αλλότροπα του άνθρακα.
Εικόνα 1: Αλλοτρόπια του άνθρακα
Για το στοιχείο οξυγόνο, υπάρχουν δύο κοινά αλλότροπα όπως το O2 και το O3. Το Ο2 είναι άφθονο από το Ο3. Κανονικά, στη φύση, ορισμένα αλλότροπα είναι πιο άφθονα από άλλα λόγω της σταθερότητάς τους. Ο φώσφορος έχει τρία αλλότροπα όπως ο κόκκινος, ο λευκός και ο μαύρος φώσφορος. Από αυτά, ο κόκκινος και ο λευκός φώσφορος είναι ο πιο κοινός. Τα αλλότροπα διαφέρουν μεταξύ τους λόγω της ατομικής διάταξης, του αριθμού των ατόμων κ.λπ.
Τι είναι τα ισότοπα;
Τα ισότοπα είναι διαφορετικές μορφές ατόμων του ίδιου χημικού στοιχείου. Διαφέρουν μεταξύ τους καθώς έχουν διαφορετικό αριθμό νετρονίων. Δεδομένου ότι ο αριθμός νετρονίων είναι διαφορετικός, ο μαζικός αριθμός τους διαφέρει επίσης.
Ωστόσο, τα ισότοπα του ίδιου στοιχείου έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων. Διαφορετικά ισότοπα υπάρχουν σε ποικίλες ποσότητες και μπορούμε να το δώσουμε ως ποσοστιαία τιμή που ονομάζεται σχετική αφθονία. Για παράδειγμα, το υδρογόνο έχει τρία ισότοπα όπως το πρωτίου, το δευτέριο και το τρίτιο. Ο αριθμός των νετρονίων και η σχετική αφθονία τους είναι ως εξής.
Εικόνα 2: Διαφορετικά ισότοπα του χημικού στοιχείου υδρογόνο
Ο αριθμός των νετρονίων που μπορεί να χωρέσει ένας πυρήνας διαφέρει από στοιχείο σε στοιχείο. Μεταξύ αυτών των ισοτόπων, μόνο μερικά είναι σταθερά. Για παράδειγμα, το οξυγόνο έχει τρία σταθερά ισότοπα και ο κασσίτερος έχει δέκα σταθερά ισότοπα. Τις περισσότερες φορές, τα απλά στοιχεία έχουν τον ίδιο αριθμό νετρονίων με τον αριθμό πρωτονίων. Όμως, στα βαριά στοιχεία, υπάρχουν περισσότερα νετρόνια από πρωτόνια. Ο αριθμός των νετρονίων είναι σημαντικός για την εξισορρόπηση της σταθερότητας των πυρήνων. Όταν οι πυρήνες είναι πολύ βαρείς, γίνονται ασταθείς. Επομένως, αυτά τα ισότοπα γίνονται ραδιενεργά. Για παράδειγμα, το 238U εκπέμπει ακτινοβολία και διασπάται σε πολύ μικρότερους πυρήνες. Τα ισότοπα μπορεί να έχουν διαφορετικές ιδιότητες λόγω των διαφορετικών μαζών τους. Για παράδειγμα, μπορεί να έχουν διαφορετικές περιστροφές. Έτσι τα φάσματα NMR διαφέρουν. Ωστόσο, ο αριθμός των ηλεκτρονίων τους είναι παρόμοιος, προκαλώντας παρόμοια χημική συμπεριφορά.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αλλοτρόπων και ισοτόπων;
Τα αλλότροπα είναι διαφορετικές μορφές του ίδιου στοιχείου σε μοριακό επίπεδο. Τα ισότοπα είναι διαφορετικές μορφές ατόμων του ίδιου χημικού στοιχείου. Η βασική διαφορά μεταξύ αλλότροπων και ισοτόπων είναι ότι τα αλλότροπα εξετάζονται σε μοριακό επίπεδο, ενώ τα ισότοπα εξετάζονται σε ατομικό επίπεδο. Επιπλέον, μια περαιτέρω διαφορά μεταξύ αλλοτρόπων και ισοτόπων είναι ότι τα αλλότροπα διαφέρουν μεταξύ τους στον τρόπο με τον οποίο τα άτομα είναι διατεταγμένα ενώ τα ισότοπα διαφέρουν μεταξύ τους στον αριθμό των νετρονίων.
Το παρακάτω infographic δείχνει περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη διαφορά μεταξύ αλλοτρόπων και ισοτόπων.
Σύνοψη – Αλλοτρόπια εναντίον Ισότοπων
Αν και οι όροι αλλοτρόπο και ισότοπο ακούγονται παρόμοιοι, είναι πολύ διακριτοί μεταξύ τους ανάλογα με τη σημασία τους. Η βασική διαφορά μεταξύ αλλοτρόπων και ισοτόπων είναι ότι τα αλλοτρόπα θεωρούνται σε μοριακό επίπεδο, ενώ τα ισότοπα εξετάζονται σε ατομικό επίπεδο.
