Izotopų ir izomerų skirtumas

Izotopai ir izomerai

Yra įvairių atomų skirtumų. Be to, yra tų pačių elementų variantų. Izotopai yra vieno elemento skirtumų pavyzdžiai.

Molekulė arba jonas, turintis tą pačią molekulinę formulę, gali egzistuoti skirtingais būdais, priklausomai nuo sujungimo tvarkos, krūvio pasiskirstymo skirtumų, jų išdėstymo erdvėje ir tt; jie yra žinomi kaip izomerai.

Izotopai

To paties elemento atomai gali būti skirtingi. Šie skirtingi to paties elemento atomai yra vadinami izotopais. Jie skiriasi vienas nuo kito tuo, kad turi skirtingą neutronų skaičių. Kadangi neutronų skaičius skiriasi, skiriasi ir jų masių skaičius. Tačiau to paties elemento izotopai turi tą patį protonų ir neutronų skaičių. Skirtingi izotopai būna įvairaus dydžio, ir tai yra procentais išreikšta vertė, vadinama santykiniu gausumu. Pvz., Vandenilis turi tris izotopus, tokius kaip protas, deuteris ir triis. Jų neutronų skaičius ir santykinis gausumas yra tokie.

¹H - nėra neutronų, santykinis gausumas yra 99,985%

²H- vienas neutronas, santykinis gausumas yra 0,015%

³H- du neutronai, santykinis gausumas 0%

Neutronų, kuriuos gali laikyti branduolys, skaičius skiriasi nuo vieno elemento iki kito. Tarp šių izotopų tik keli yra stabilūs. Pavyzdžiui, deguonis turi tris stabilius izotopus, o alavas - dešimt stabilių izotopų. Dažniausiai paprastų elementų neutronų skaičius yra toks pat kaip protonų, tačiau sunkiuose elementuose yra daugiau neutronų nei protonų. Neutronų skaičius yra svarbus norint išlaikyti branduolių stabilumą. Kai branduoliai yra per sunkūs, jie tampa nestabilūs, todėl tie izotopai tampa radioaktyvūs. Pavyzdžiui, ²³⁸ U skleidžia radiaciją ir suyra į daug mažesnius branduolius. Izotopai gali turėti skirtingas savybes dėl skirtingos jų masės. Pvz., Jie gali turėti skirtingus sukimus, todėl jų BMR spektrai skiriasi. Tačiau jų elektronų skaičius yra panašus, todėl atsiranda panašus cheminis elgesys.

Informacijai apie izotopus gauti gali būti naudojamas masių spektrometras. Tai parodo elemento izotopų skaičių, jų santykinį gausą ir masę.

Izomerai

Izomerai yra skirtingi junginiai, turintys tą pačią molekulinę formulę. Yra įvairių rūšių izomerų. Izomerus daugiausia galima suskirstyti į dvi grupes kaip konstitucinius ir stereoizomerus. Konstituciniai izomerai yra izomerai, kurių atomų jungiamumas molekulėse skiriasi. Butanas yra paprasčiausias alkanas, parodantis konstitucinį izomerizmą. Butanas turi du konstitucinius izomerus, patį butaną ir izobuteną.

Stereoizomerų atomai yra sujungti ta pačia seka, skirtingai nei konstituciniai izomerai. Stereoizomerai skiriasi tik tuo, kad jų atomai yra erdvėje. Stereoizomerai gali būti dviejų tipų: enantiomerai ir diastereomerai. Diastereomerai yra stereoizomerai, kurių molekulės nėra veidrodiniai vienas kito vaizdai. 1,2-dichloreteno cis-trans-izomerai yra diastereomerai. Enantiomerai yra stereoizomerai, kurių molekulės yra neperimami viena kitos veidrodiniai vaizdai. Enantiomerai atsiranda tik su chiralinėmis molekulėmis. Chiralinė molekulė apibūdinama kaip tokia, kuri nėra tapati savo veidrodiniam vaizdui. Todėl chiralinė molekulė ir jos veidrodinis vaizdas yra vienas kito enantiomerai. Pavyzdžiui, 2-butanolio molekulė yra chiralinė, o ji ir jos veidrodiniai vaizdai yra enantiomerai.