Isòtops contra isòmers
Hi ha variacions entre els diferents àtoms. A més, hi ha variacions dins dels mateixos elements. Els isòtops són exemples de diferències dins d'un sol element.
Una molècula o ió amb la mateixa fórmula molecular pot existir de diferents maneres segons els ordres d'enllaç, les diferències de distribució de càrrega, la manera com s'organitzen a l'espai, etc.; aquests es coneixen com a isòmers.
Isòtops
Els àtoms d'un mateix element poden ser diferents. Aquests àtoms diferents d'un mateix element s'anomenen isòtops. Es diferencien entre si per tenir un nombre diferent de neutrons. Com que el nombre de neutrons és diferent, el seu nombre de massa també és diferent. Tanmateix, els isòtops d'un mateix element tenen el mateix nombre de protons i neutrons. Diferents isòtops presents en quantitats variables, i això es dóna com a valor percentual anomenat abundància relativa. Per exemple, l'hidrogen té tres isòtops com el proti, el deuteri i el triti. El seu nombre de neutrons i abundància relativa són els següents.
1H: sense neutrons, l'abundància relativa és del 99,985%
2H- un neutró, l'abundància relativa és del 0,015%
3H- dos neutrons, l'abundància relativa és del 0%
El nombre de neutrons que pot contenir un nucli difereix d'un element a un altre. Entre aquests isòtops, només alguns són estables. Per exemple, l'oxigen té tres isòtops estables i l'estany té deu isòtops estables. La majoria de vegades, els elements simples tenen el mateix nombre de neutrons que el nombre de protons, però, en els elements pesants, hi ha més neutrons que els protons. El nombre de neutrons és important per equilibrar l'estabilitat dels nuclis. Quan els nuclis són massa pesats, es tornen inestables i, per tant, aquests isòtops es tornen radioactius. Per exemple, 238 U emet radiació i es desintegra a nuclis molt més petits. Els isòtops poden tenir propietats diferents a causa de les seves diferents masses. Per exemple, poden tenir diferents girs, per tant els seus espectres de RMN difereixen. Tanmateix, el seu nombre d'electrons és similar, donant lloc a un comportament químic similar.
Es pot utilitzar un espectròmetre de masses per obtenir informació sobre els isòtops. Dóna el nombre d'isòtops que té un element, les seves abundàncies i masses relatives.
Isòmers
Els isòmers són compostos diferents amb la mateixa fórmula molecular. Hi ha diversos tipus d'isòmers. Els isòmers es poden dividir principalment en dos grups com a isòmers constitucionals i estereoisòmers. Els isòmers constitucionals són isòmers on la connectivitat dels àtoms difereix en les molècules. El butà és l'alcà més simple per mostrar isomeria constitucional. El butà té dos isòmers constitucionals, el propi butà i l'isobutè.
En els estereoisòmers, els àtoms estan connectats en la mateixa seqüència, a diferència dels isòmers constitucionals. Els estereoisòmers només es diferencien en la disposició dels seus àtoms a l'espai. Els estereoisòmers poden ser de dos tipus, enantiòmers i diastereoisòmers. Els diastereòmers són estereoisòmers les molècules dels quals no són les imatges miralls les unes de les altres. Els isòmers cis trans de l'1,2-dicloroetè són diastereòmers. Els enantiòmers són estereoisòmers les molècules dels quals són imatges mirall no superposables entre si. Els enantiòmers es produeixen només amb molècules quirals. Una molècula quiral es defineix com aquella que no és idèntica a la seva imatge mirall. Per tant, la molècula quiral i la seva imatge mirall són enantiòmers l'un de l' altre. Per exemple, la molècula de 2-butanol és quiral, i aquesta i les seves imatges mirall són enantiòmers.
Quina diferència hi ha entre isòtops i isòmers?
• Els isòtops són àtoms diferents d'un mateix element. Els isòmers són compostos diferents amb la mateixa fórmula molecular.
• Els isòtops es diferencien entre si pel nombre de neutrons, mentre que els isòmers difereixen entre si per la disposició dels àtoms.
• Els isòtops d'un sol element tenen el mateix comportament químic, però les propietats físiques poden diferir. Els isòmers amb la mateixa fórmula química tenen diferències tant en propietats químiques com físiques (excepte alguns isòmers).
