تفاوت اصلی بین آلوتروپ ها و ایزوتوپ ها این است که آلوتروپ ها در سطح مولکولی در نظر گرفته می شوند در حالی که ایزوتوپ ها در سطح اتمی در نظر گرفته می شوند.
در جدول تناوبی حدود ۱۱۸ عنصر بر اساس عدد اتمی آنها وجود دارد. عنصر یک ماده شیمیایی است که فقط از یک نوع اتم تشکیل شده است. از این رو، آنها خالص هستند. آلوتروپ ها اشکال مختلف یک ترکیب هستند در حالی که ایزوتوپ ها اشکال مختلف یک عنصر هستند.
آلوتروپ ها چیست؟
آلوتروپ ها اشکال مختلفی از یک عنصر در سطح مولکولی هستند. آنها خواص فیزیکی متفاوتی را نشان می دهند.در میان تمام عناصر شیمیایی، کربن، اکسیژن، گوگرد و فسفر از عناصر اصلی آلوتروپ هستند. کربن دارای تعداد زیادی آلوتروپ است. هشت آلوتروپ کربن تا حد زیادی با یکدیگر متفاوت هستند. به عنوان مثال، الماس قوی ترین آلوتروپ کربن است در حالی که گرافیت از استحکام کمتری برخوردار است. نانولوله‌های کربنی، فولرن و کربن آمورف برخی دیگر از آلوتروپ‌های کربن هستند.
شکل 1: آلوتروپ های کربن
برای عنصر اکسیژن، دو آلوتروپ رایج به نام O2 و O3 وجود دارد. O2 نسبت به O3 فراوان است. به طور معمول، در طبیعت، برخی از آلوتروپ ها به دلیل پایداری، فراوانتر از بقیه هستند. فسفر دارای سه آلوتروپ به عنوان فسفر قرمز، سفید و سیاه است. از این میان، فسفر قرمز و سفید رایج ترین هستند. آلوتروپ ها به دلیل آرایش اتمی، تعداد اتم ها و غیره با یکدیگر متفاوت هستند.
ایزوتوپ ها چیست؟
ایزوتوپ ها اشکال مختلفی از اتم های یک عنصر شیمیایی هستند. آنها با یکدیگر متفاوت هستند زیرا تعداد نوترون های متفاوتی دارند. از آنجایی که عدد نوترون متفاوت است، عدد جرمی آنها نیز متفاوت است.
با این حال، ایزوتوپ های همان عنصر دارای تعداد پروتون و نوترون یکسانی هستند. ایزوتوپ‌های مختلف در مقادیر متفاوتی وجود دارند، و می‌توانیم این مقدار را درصدی به نام فراوانی نسبی در نظر بگیریم. به عنوان مثال، هیدروژن دارای سه ایزوتوپ پروتیوم، دوتریوم و تریتیوم است. تعداد نوترون ها و فراوانی نسبی آنها به شرح زیر است.
شکل 2: ایزوتوپ های مختلف عنصر شیمیایی هیدروژن
تعداد نوترون هایی که یک هسته می تواند نگه دارد از عنصری به عنصر دیگر متفاوت است.در میان این ایزوتوپ ها، تنها برخی از آنها پایدار هستند. به عنوان مثال، اکسیژن دارای سه ایزوتوپ پایدار و قلع دارای ده ایزوتوپ پایدار است. اغلب اوقات، عناصر ساده دارای عدد نوترونی یکسان با عدد پروتون هستند. اما در عناصر سنگین، تعداد نوترون‌ها از پروتون‌ها بیشتر است. تعداد نوترون ها برای تعادل پایداری هسته ها مهم است. وقتی هسته ها خیلی سنگین هستند، ناپایدار می شوند. بنابراین، آن ایزوتوپ ها رادیواکتیو می شوند. به عنوان مثال، 238U تشعشع می کند و به هسته های بسیار کوچکتر تجزیه می شود. ایزوتوپ ها به دلیل جرم های متفاوت ممکن است خواص متفاوتی داشته باشند. به عنوان مثال، آنها ممکن است چرخش های متفاوتی داشته باشند. بنابراین طیف NMR آنها متفاوت است. با این حال، تعداد الکترون آنها مشابه است، که باعث رفتار شیمیایی مشابه می شود.
تفاوت بین آلوتروپ و ایزوتوپ چیست؟
آلوتروپ ها اشکال مختلفی از یک عنصر در سطح مولکولی هستند. ایزوتوپ ها اشکال مختلف اتم های یک عنصر شیمیایی هستند. تفاوت اصلی بین آلوتروپ ها و ایزوتوپ ها این است که آلوتروپ ها در سطح مولکولی در نظر گرفته می شوند، در حالی که ایزوتوپ ها در سطح اتمی در نظر گرفته می شوند.علاوه بر این، یک تفاوت دیگر بین آلوتروپ ها و ایزوتوپ ها این است که آلوتروپ ها از نظر نحوه چیدمان اتم ها با یکدیگر متفاوت هستند در حالی که ایزوتوپ ها از نظر تعداد نوترون ها با یکدیگر متفاوت هستند.
اینفوگرافیک زیر جزئیات بیشتری را در مورد تفاوت بین آلوتروپ ها و ایزوتوپ ها نشان می دهد.
خلاصه - آلوتروپ ها در مقابل ایزوتوپ ها
اگرچه اصطلاحات آلوتروپ و ایزوتوپ شبیه به هم به نظر می رسند، اما با توجه به معنایشان بسیار متمایز از یکدیگر هستند. تفاوت اصلی بین آلوتروپ ها و ایزوتوپ ها این است که آلوتروپ ها در سطح مولکولی در نظر گرفته می شوند، در حالی که ایزوتوپ ها در سطح اتمی در نظر گرفته می شوند.
