ایزوتوپ ها در مقابل ایزومرها
تغییرهایی بین اتم های مختلف وجود دارد. همچنین، تغییراتی در عناصر مشابه وجود دارد. ایزوتوپ ها نمونه هایی برای تفاوت های درون یک عنصر واحد هستند.
یک مولکول یا یون با فرمول مولکولی یکسان می تواند بسته به ترتیب پیوند، تفاوت توزیع بار، نحوه چیدمان آنها در فضا و غیره به روش های مختلفی وجود داشته باشد. اینها به عنوان ایزومر شناخته می شوند.
ایزوتوپ
اتم های یک عنصر می توانند متفاوت باشند. این اتم های مختلف یک عنصر را ایزوتوپ می نامند. آنها با داشتن تعداد نوترون متفاوت با یکدیگر متفاوت هستند.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. ایزوتوپ های مختلف در مقادیر متفاوتی وجود دارند و این مقدار به صورت درصدی به نام فراوانی نسبی داده می شود. به عنوان مثال، هیدروژن دارای سه ایزوتوپ پروتیوم، دوتریوم و تریتیوم است. تعداد نوترون ها و فراوانی نسبی آنها به شرح زیر است.
1H - بدون نوترون، فراوانی نسبی 99.985٪ است
2H- یک نوترون، فراوانی نسبی 0.015% است
3H- دو نوترون، فراوانی نسبی 0% است
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 نوترون‌های بیشتری نسبت به پروتون‌ها وجود دارد.تعداد نوترون ها برای تعادل پایداری هسته ها مهم است. وقتی هسته ها خیلی سنگین هستند، ناپایدار می شوند و بنابراین، آن ایزوتوپ ها رادیواکتیو می شوند. به عنوان مثال، 238 U 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 اسپین های مختلفی داشته باشند، بنابراین طیف NMR آنها متفاوت است. با این حال، تعداد الکترون آنها مشابه است که منجر به یک رفتار شیمیایی مشابه می شود.
می توان از طیف سنج جرمی برای به دست آوردن اطلاعات در مورد ایزوتوپ ها استفاده کرد. تعداد ایزوتوپ‌های یک عنصر، فراوانی و جرم نسبی آنها را نشان می‌دهد.
ایزومر
ایزومرها ترکیبات مختلفی با فرمول مولکولی یکسان هستند. انواع مختلفی از ایزومرها وجود دارد. ایزومرها را می توان به طور عمده به دو گروه ایزومرهای اساسی و ایزومرهای استریو تقسیم کرد. ایزومرهای اساسی ایزومرهایی هستند که در آنها اتصال اتم ها در مولکول ها متفاوت است.بوتان ساده ترین آلکانی است که ایزومری اساسی را نشان می دهد. بوتان دارای دو ایزومر اصلی است، خود بوتان و ایزوبوتن.
در ایزومرهای استریو بر خلاف ایزومرهای اصلی، اتم‌ها در یک دنباله به هم متصل هستند. استریو ایزومرها فقط در آرایش اتمهایشان در فضا با هم تفاوت دارند. استریو ایزومرها می توانند دو نوع باشند، انانتیومرها و دیاسترئومرها. دیاسترئومرها استریو ایزومرهایی هستند که مولکول های آنها تصویر آینه ای یکدیگر نیستند. ایزومرهای سیس ترانس 1، 2-دی کلرواتن دیاسترئومرها هستند. انانتیومرها استریوایزومرهایی هستند که مولکول‌های آنها تصاویر آینه‌ای غیرقابل جایگزینی از یکدیگر هستند. انانتیومرها فقط با مولکول های کایرال رخ می دهند. یک مولکول کایرال به عنوان یک مولکول که با تصویر آینه ای خود یکسان نیست تعریف می شود. بنابراین، مولکول کایرال و تصویر آینه ای آن انانتیومرهای یکدیگر هستند.به عنوان مثال، مولکول 2-بوتانول کایرال است و آن و تصاویر آینه ای آن انانتیومر هستند.
تفاوت بین ایزوتوپ ها و ایزومرها چیست؟
• ایزوتوپ ها اتم های مختلف یک عنصر هستند. ایزومرها ترکیبات مختلفی با فرمول مولکولی یکسان هستند.
• ایزوتوپ ها به دلیل تعداد نوترون ها با یکدیگر متفاوت هستند، در حالی که ایزومرها به دلیل آرایش اتم ها با یکدیگر متفاوت هستند.
• ایزوتوپ های یک عنصر منفرد رفتار شیمیایی یکسانی دارند، اما خواص فیزیکی ممکن است متفاوت باشد. ایزومرهای با فرمول شیمیایی یکسان از نظر خواص شیمیایی و فیزیکی (به جز برخی ایزومرها) تفاوت دارند.
