Izotopy vs izoméry
Medzi rôznymi atómami sú rozdiely. V rámci rovnakých prvkov existujú aj variácie. Izotopy sú príkladmi rozdielov v rámci jedného prvku.
Molekula alebo ión s rovnakým molekulovým vzorcom môže existovať rôznymi spôsobmi v závislosti od poradia väzieb, rozdielov v distribúcii náboja, spôsobu, akým sa usporiadajú v priestore atď.; tieto sú známe ako izoméry.
Izotopy
Atómy toho istého prvku sa môžu líšiť. Tieto rôzne atómy toho istého prvku sa nazývajú izotopy. Líšia sa od seba tým, že majú rôzny počet neutrónov. Keďže neutrónové číslo je odlišné, líši sa aj ich hmotnostné číslo. Izotopy toho istého prvku však majú rovnaký počet protónov a neutrónov. Rôzne izotopy prítomné v rôznych množstvách, a to sa udáva ako percentuálna hodnota nazývaná relatívna hojnosť. Napríklad vodík má tri izotopy ako protium, deutérium a trícium. Ich počet neutrónov a relatívne zastúpenie sú nasledovné.
1H – žiadne neutróny, relatívna abundancia je 99,985 %
2H- jeden neutrón, relatívna abundancia je 0,015 %
3H- dva neutróny, relatívna abundancia je 0%
Počet neutrónov, ktoré jadro pojme, sa líši od prvku k prvku. Spomedzi týchto izotopov sú stabilné iba niektoré. Napríklad kyslík má tri stabilné izotopy a cín desať stabilných izotopov. Jednoduché prvky majú väčšinou rovnaké neutrónové číslo ako protónové číslo, ale v ťažkých prvkoch je viac neutrónov ako protónov. Počet neutrónov je dôležitý na vyváženie stability jadier. Keď sú jadrá príliš ťažké, stávajú sa nestabilnými, a preto sa tieto izotopy stávajú rádioaktívnymi. Napríklad 238 U vyžaruje žiarenie a rozkladá sa na oveľa menšie jadrá. Izotopy môžu mať rôzne vlastnosti v dôsledku ich rôznych hmotností. Napríklad môžu mať rôzne spiny, takže ich NMR spektrá sa líšia. Ich elektrónové číslo je však podobné, čo vedie k podobnému chemickému správaniu.
Na získanie informácií o izotopoch možno použiť hmotnostný spektrometer. Udáva počet izotopov, ktoré prvok má, ich relatívne zastúpenie a hmotnosti.
Izoméry
Izoméry sú rôzne zlúčeniny s rovnakým molekulovým vzorcom. Existujú rôzne typy izomérov. Izoméry možno rozdeliť hlavne do dvoch skupín ako konštitučné izoméry a stereoizoméry. Konštitučné izoméry sú izoméry, kde sa konektivita atómov líši v molekulách. Bután je najjednoduchší alkán, ktorý vykazuje konštitučnú izomériu. Bután má dva konštitučné izoméry, samotný bután a izobutén.
V stereoizoméroch sú atómy na rozdiel od konštitučných izomérov spojené v rovnakom poradí. Stereoizoméry sa líšia iba usporiadaním svojich atómov v priestore. Stereoizoméry môžu byť dvoch typov, enantioméry a diastereoméry. Diastereoméry sú stereoizoméry, ktorých molekuly nie sú vzájomnými zrkadlovými obrazmi. Cis trans izoméry 1,2-dichlóreténu sú diastereoméry. Enantioméry sú stereoizoméry, ktorých molekuly sú navzájom neprekrývateľnými zrkadlovými obrazmi. Enantioméry sa vyskytujú iba s chirálnymi molekulami. Chirálna molekula je definovaná ako molekula, ktorá nie je totožná so svojím zrkadlovým obrazom. Preto sú chirálna molekula a jej zrkadlový obraz navzájom enantiomérmi. Napríklad molekula 2-butanolu je chirálna a ona a jej zrkadlové obrazy sú enantioméry.
Aký je rozdiel medzi izotopmi a izomérmi?
• Izotopy sú rôzne atómy toho istého prvku. Izoméry sú rôzne zlúčeniny s rovnakým molekulovým vzorcom.
• Izotopy sa navzájom líšia počtom neutrónov, zatiaľ čo izoméry sa navzájom líšia usporiadaním atómov.
• Izotopy jedného prvku majú rovnaké chemické správanie, ale fyzikálne vlastnosti sa môžu líšiť. Izoméry s rovnakým chemickým vzorcom majú rozdiely v chemických aj fyzikálnych vlastnostiach (okrem niektorých izomérov).
