Izotopy vs izomery
Mezi různými atomy existují variace. Ve stejných prvcích existují také variace. Izotopy jsou příklady rozdílů v rámci jednoho prvku.
Molekula nebo iont se stejným molekulárním vzorcem mohou existovat různými způsoby v závislosti na pořadí vazeb, rozdílech distribuce náboje, způsobu, jakým se uspořádají v prostoru atd.; tito jsou známí jako izomery.
Izotopy
Atomy stejného prvku se mohou lišit. Tyto různé atomy stejného prvku se nazývají izotopy. Liší se navzájem odlišným počtem neutronů. Jelikož je počet neutronů odlišný, liší se také jejich hmotnostní číslo. Izotopy stejného prvku však mají stejný počet protonů a neutronů. Různé izotopy se vyskytují v různých množstvích a toto se udává jako procentuální hodnota, která se nazývá relativní hojnost. Například vodík má tři izotopy jako protium, deuterium a tritium. Jejich počet neutronů a relativní hojnost jsou následující.
1 H - žádné neutrony, relativní hojnost je 99,985%
2 H - jeden neutron, relativní hojnost je 0,015%
3 H - dva neutrony, relativní hojnost je 0%
Počet neutronů, které může jádro pojmout, se u jednotlivých prvků liší. Mezi těmito izotopy jsou stabilní pouze některé. Například kyslík má tři stabilní izotopy a cín má deset stabilních izotopů. Jednoduché prvky mají většinou stejné neutronové číslo jako protonové číslo, ale v těžkých prvcích je tam více neutronů než protonů. Počet neutronů je důležitý pro vyvážení stability jader. Když jsou jádra příliš těžká, stanou se nestabilními, a proto se tyto izotopy stávají radioaktivními. Například 238U emituje záření a rozpadá se na mnohem menší jádra. Izotopy mohou mít různé vlastnosti kvůli své různé hmotnosti. Například mohou mít různá otočení, takže jejich NMR spektra se liší. Jejich počet elektronů je však podobný, což vede k podobnému chemickému chování.
K získání informací o izotopech lze použít hmotnostní spektrometr. Udává počet izotopů, které prvek má, jejich relativní početnosti a hmotnosti.
Izomery
Izomery jsou různé sloučeniny se stejným molekulárním vzorcem. Existují různé typy izomerů. Izomery lze rozdělit hlavně do dvou skupin na konstituční izomery a stereo izomery. Konstituční izomery jsou izomery, kde se vazba atomů liší v molekulách. Butan je nejjednodušší alkan, který vykazuje konstituční izomerismus. Butan má dva konstituční izomery, samotný butan a isobuten.
Ve stereoizomerech jsou atomy spojeny ve stejné sekvenci, na rozdíl od konstitučních izomerů. Stereoizomery se liší pouze uspořádáním svých atomů v prostoru. Stereoizomery mohou být dvou typů, enantiomerů a diastereomerů. Diastereomery jsou stereoizomery, jejichž molekuly nejsou vzájemnými zrcadlovými obrazy. Cis trans izomery 1,2-dichlorethenu jsou diastereomery. Enantiomery jsou stereoizomery, jejichž molekuly jsou vzájemně nepřekládatelnými zrcadlovými obrazy. Enantiomery se vyskytují pouze u chirálních molekul. Chirální molekula je definována jako ta, která není totožná se svým zrcadlovým obrazem. Chirální molekula a její zrcadlový obraz jsou tedy navzájem enantiomery. Například molekula 2-butanolu je chirální a ona a její zrcadlové obrazy jsou enantiomery.
Jaký je rozdíl mezi izotopy a izomery?
• Izotopy jsou různé atomy stejného prvku. Izomery jsou různé sloučeniny se stejným molekulárním vzorcem.
• Izotopy se od sebe liší kvůli počtu neutronů, zatímco izomery se od sebe liší kvůli uspořádání atomů.
• Izotopy jednoho prvku mají stejné chemické chování, ale fyzikální vlastnosti se mohou lišit. Izomery se stejným chemickým vzorcem mají rozdíly v chemických i fyzikálních vlastnostech (kromě některých izomerů).
