Ισότοπα εναντίον Ισομερών
Υπάρχουν παραλλαγές μεταξύ διαφορετικών ατόμων. Επίσης, υπάρχουν παραλλαγές στα ίδια στοιχεία. Τα ισότοπα είναι παραδείγματα για διαφορές μέσα σε ένα μόνο στοιχείο.
Ένα μόριο ή ιόν που έχει τον ίδιο μοριακό τύπο μπορεί να υπάρχει με διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με τις σειρές δεσμών, τις διαφορές κατανομής φορτίου, τον τρόπο που διατάσσονται στο χώρο κ.λπ. αυτά είναι γνωστά ως ισομερή.
Ισότοπα
Τα άτομα του ίδιου στοιχείου μπορεί να είναι διαφορετικά. Αυτά τα διαφορετικά άτομα του ίδιου στοιχείου ονομάζονται ισότοπα. Διαφέρουν μεταξύ τους επειδή 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 αυτό δίνεται 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.
1H – χωρίς νετρόνια, η σχετική αφθονία είναι 99,985%
2H- ένα νετρόνιο, η σχετική αφθονία είναι 0,015%
3H- δύο νετρόνια, η σχετική αφθονία είναι 0%
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 των πρωτονίων, αλλά, στα βαρέα στοιχεία, υπάρχουν περισσότερα νετρόνια από τα πρωτόνια. Ο αριθμός των νετρονίων είναι σημαντικός για την εξισορρόπηση της σταθερότητας των πυρήνων. Όταν οι πυρήνες είναι πολύ βαρείς, γίνονται ασταθείς και, ως εκ τούτου, αυτά τα ισότοπα γίνονται ραδιενεργά. Για παράδειγμα, το 238 U 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 διαφορετικά σπιν, επομένως τα φάσματα NMR διαφέρουν. Ωστόσο, ο αριθμός των ηλεκτρονίων τους είναι παρόμοιος οδηγώντας σε παρόμοια χημική συμπεριφορά.
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα φασματόμετρο μάζας για τη λήψη πληροφοριών σχετικά με τα ισότοπα. Δίνει τον αριθμό των ισοτόπων που έχει ένα στοιχείο, τη σχετική αφθονία και τις μάζες τους.
Ισομερή
Τα ισομερή είναι διαφορετικές ενώσεις με τον ίδιο μοριακό τύπο. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ισομερών. Τα ισομερή μπορούν να χωριστούν κυρίως σε δύο ομάδες ως συνταγματικά ισομερή και στερεοϊσομερή. Τα συνταγματικά ισομερή είναι ισομερή όπου η συνδεσιμότητα των ατόμων διαφέρει σε μόρια. Το βουτάνιο είναι το απλούστερο αλκάνιο που δείχνει συνταγματική ισομέρεια. Το βουτάνιο έχει δύο συνταγματικά ισομερή, το ίδιο το βουτάνιο και το ισοβουτένιο.
Στα στερεοϊσομερή τα άτομα συνδέονται με την ίδια αλληλουχία, σε αντίθεση με τα συνταγματικά ισομερή. Τα στερεοϊσομερή διαφέρουν μόνο ως προς τη διάταξη των ατόμων τους στο διάστημα. Τα στερεοϊσομερή μπορούν να είναι δύο τύπων, εναντιομερή και διαστερεομερή. Τα διαστερεομερή είναι στερεοϊσομερή των οποίων τα μόρια δεν είναι το ένα κατοπτρικό είδωλο του άλλου. Τα cis trans ισομερή του 1,2-διχλωροαιθενίου είναι διαστερεομερή. Τα εναντιομερή είναι στερεοϊσομερή των οποίων τα μόρια είναι κατοπτρικά είδωλα που δεν υπερτίθενται μεταξύ τους. Τα εναντιομερή εμφανίζονται μόνο με χειρόμορφα μόρια. Ως χειρόμορφο μόριο ορίζεται αυτό που δεν είναι ταυτόσημο με την κατοπτρική του εικόνα. Επομένως, το χειρόμορφο μόριο και η κατοπτρική του εικόνα είναι εναντιομερή το ένα του άλλου. Για παράδειγμα, το μόριο 2-βουτανόλης είναι χειρόμορφο και αυτό και οι κατοπτρικές του εικόνες είναι εναντιομερή.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Ισοτόπων και Ισομερών;
• Τα ισότοπα είναι διαφορετικά άτομα του ίδιου στοιχείου. Τα ισομερή είναι διαφορετικές ενώσεις με τον ίδιο μοριακό τύπο.
• Τα ισότοπα διαφέρουν μεταξύ τους λόγω του αριθμού των νετρονίων, ενώ τα ισομερή διαφέρουν μεταξύ τους λόγω της διάταξης των ατόμων.
• Τα ισότοπα ενός μόνο στοιχείου έχουν την ίδια χημική συμπεριφορά, αλλά οι φυσικές ιδιότητες μπορεί να διαφέρουν. Τα ισομερή με τον ίδιο χημικό τύπο έχουν διαφορές τόσο στις χημικές όσο και στις φυσικές ιδιότητες (εκτός από ορισμένα ισομερή).
