Isotopes vs Isomers
Det finns variationer mellan olika atomer. Det finns också variationer inom samma element. Isotoper är exempel på skillnader inom ett enskilt element.
En molekyl eller jon med samma molekylformel kan existera på olika sätt beroende på bindningsordningar, skillnader i laddningsfördelning, hur de ordnar sig i rymden etc; dessa kallas isomerer.
Isotopes
Atomer av samma grundämne kan vara olika. Dessa olika atomer av samma grundämne kallas isotoper. De skiljer sig från varandra genom att ha olika antal neutroner. Eftersom neutronnumret är olika skiljer sig även deras massatal. Men isotoper av samma grundämne har samma antal protoner och neutroner. Olika isotoper finns i varierande mängd, och detta anges som ett procentuellt värde som kallas relativ överflöd. Till exempel har väte tre isotoper som protium, deuterium och tritium. Deras antal neutroner och relativa mängder är som följer.
1H – inga neutroner, den relativa mängden är 99,985 %
2H- en neutron, relativ förekomst är 0,015%
3H- två neutroner, relativ mängd är 0%
Antalet neutroner som en kärna kan innehålla skiljer sig från grundämne till grundämne. Bland dessa isotoper är bara några stabila. Till exempel har syre tre stabila isotoper, och tenn har tio stabila isotoper. För det mesta har enkla grundämnen samma neutronnummer som protontalet, men i tunga grundämnen finns det fler neutroner än protonerna. Antalet neutroner är viktigt för att balansera kärnornas stabilitet. När kärnorna är för tunga blir de instabila och därför blir dessa isotoper radioaktiva. Till exempel sänder 238 U ut strålning och sönderfaller till mycket mindre kärnor. Isotoper kan ha olika egenskaper på grund av deras olika massor. Till exempel kan de ha olika snurr, så deras NMR-spektra skiljer sig. Deras elektronnummer är dock liknande vilket ger upphov till ett liknande kemiskt beteende.
En masspektrometer kan användas för att få information om isotoper. Den anger antalet isotoper som ett grundämne har, deras relativa mängder och massor.
Isomers
Isomerer är olika föreningar med samma molekylformel. Det finns olika typer av isomerer. Isomerer kan huvudsakligen delas in i två grupper som konstitutionella isomerer och stereoisomerer. Konstitutionella isomerer är isomerer där atomernas anslutningsmöjligheter skiljer sig åt i molekyler. Butan är den enklaste alkanen för att visa konstitutionell isomerism. Butan har två konstitutionella isomerer, butan själv och isobuten.
I stereoisomerer är atomer anslutna i samma sekvens, till skillnad från konstitutionella isomerer. Stereoisomerer skiljer sig endast i arrangemanget av sina atomer i rymden. Stereoisomerer kan vara av två typer, enantiomerer och diastereomerer. Diastereomerer är stereoisomerer vars molekyler inte är spegelbilder av varandra. Cis-trans-isomererna av 1,2-dikloreten är diastereomerer. Enantiomerer är stereoisomerer vars molekyler är icke-superposable spegelbilder av varandra. Enantiomerer förekommer endast med kirala molekyler. En kiral molekyl definieras som en som inte är identisk med sin spegelbild. Därför är den kirala molekylen och dess spegelbild enantiomerer av varandra. Till exempel är 2-butanolmolekylen kiral, och den och dess spegelbilder är enantiomerer.
Vad är skillnaden mellan isotoper och isomerer?
• Isotoper är olika atomer av samma grundämne. Isomerer är olika föreningar med samma molekylformel.
• Isotoper skiljer sig från varandra på grund av antalet neutroner, medan isomerer skiljer sig från varandra på grund av arrangemanget av atomer.
• Isotoper av ett enda grundämne har samma kemiska beteende, men de fysikaliska egenskaperna kan skilja sig åt. Isomerer med samma kemiska formel har skillnader i både kemiska och fysikaliska egenskaper (förutom vissa isomerer).
