Isotoopide ja isomeeride erinevus

Isotoobid vs isomeerid

Erinevate aatomite vahel on erinevusi. Sama elementide piires on ka variatsioone. Isotoobid on näited erinevustest ühe elemendi piires.

Sama molekulvalemiga molekul või ioon võib eksisteerida erinevatel viisidel, sõltuvalt sidumisjärjestusest, laengujaotuse erinevustest, viisist, kuidas nad ruumis paigutuvad jne; neid nimetatakse isomeerideks.

Isotoobid

Sama elemendi aatomid võivad olla erinevad. Neid sama elemendi erinevaid aatomeid nimetatakse isotoopideks. Need erinevad üksteisest erineva neutronite arvu poolest. Kuna neutronite arv on erinev, erineb ka nende massiarv. Sama elemendi isotoopidel on aga prootonite ja neutronite arv sama. Erinevad isotoobid esinevad erinevates kogustes ja see on antud protsendina, mida nimetatakse suhteliseks arvukuseks. Näiteks on vesinikul kolm isotoopi: protium, deuteerium ja triitium. Nende neutronite arv ja suhteline arvukus on järgmised.

¹H - neutroneid pole, suhteline arvukus on 99,985%

²H- üks neutron, suhteline arvukus on 0,015%

³H- kaks neutronit, suhteline arvukus on 0%

Tuuma mahutatavate neutronite arv erineb elemendilt. Nende isotoopide hulgas on stabiilsed ainult mõned. Näiteks hapnikul on kolm stabiilset isotoopi ja tinal kümme stabiilset isotoopi. Enamasti on lihtsatel elementidel sama neutronite arv kui prootonite arvuga, kuid rasketes elementides on netoone rohkem kui prootoneid. Tuumade stabiilsuse tasakaalustamiseks on oluline neutronite arv. Kui tuumad on liiga rasked, muutuvad nad ebastabiilseks ja seetõttu muutuvad need isotoobid radioaktiivseteks. Näiteks, ²³⁸ U eraldab kiirgust ja laguneb palju väiksemateks tuumadeks. Isotoopidel võivad olla erinevad omadused nende erineva massi tõttu. Näiteks võivad neil olla erinevad keerutused, seega erinevad nende TMR spektrid. Nende elektronide arv on siiski sarnane, põhjustades samasuguse keemilise käitumise.

Isotoopide kohta teabe saamiseks võib kasutada massispektromeetrit. See näitab elemendi isotoopide arvu, nende suhtelist arvukust ja massi.

Isomeerid

Isomeerid on erinevad ühendid, millel on sama molekulvalem. Isomeere on erinevat tüüpi. Isomeerid võib põhiseaduse isomeerideks ja stereoisomeerideks jagada peamiselt kahte rühma. Põhiseaduse isomeerid on isomeerid, mille aatomite ühenduvus on molekulides erinev. Butaan on põhiseadusliku isomerismi näitamiseks kõige lihtsam alkaan. Butaanil on kaks põhiseaduslikku isomeeri, butaan ise ja isobuteen.

Stereoisomeerides on aatomid erinevalt põhiseaduse isomeeridest ühendatud samas järjestuses. Stereoisomeerid erinevad ainult nende aatomite paigutuse poolest ruumis. Stereoisomeere võib olla kahte tüüpi: enantiomeerid ja diastereomeerid. Diastereomeerid on stereoisomeerid, mille molekulid ei ole üksteise peegelpildid. 1,2-dikloroetaani cis-trans-isomeerid on diastereomeerid. Enantiomeerid on stereoisomeerid, mille molekulid ei ole üksteise peal asetatavad peegelpildid. Enantiomeerid esinevad ainult kiraalsete molekulide korral. Kiraalset molekuli määratletakse kui sellist, mis pole identne selle peegelpildiga. Seetõttu on kiraalne molekul ja selle peegelpilt üksteise enantiomeerid. Näiteks on 2-butanooli molekul kiraalne ja see ning selle peegelpildid on enantiomeerid.