Hlavný rozdiel - Allotropes vs. Izotopy

Chemické prvky sa môžu prirodzene vyskytovať v niekoľkých rôznych formách. Niekedy sa prvky nachádzajú v kombinácii s inými prvkami a niekedy sa prvky nachádzajú v ich elementárnej forme, ako je zlato (Au). Niektoré prvky sa však prirodzene vyskytujú v rôznych formách, ale sú v rovnakom fyzickom stave. Takéto prvky sa nazývajú alotropy. Existujú tiež prvky, ktoré majú rôzne formy atómových štruktúr. Hovorí sa im izotopy. Hlavný rozdiel medzi alotropmi a izotopmi je ten alotropy sú definované na ich molekulárnej úrovni, zatiaľ čo izotopy sú definované na ich atómovej úrovni.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo sú Allotropes - Definícia, vlastnosti, príklady 2. Čo sú to izotopy - Definícia, vlastnosti, príklady 3. Aký je rozdiel medzi alotropmi a izotopmi - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: alotropy, alotropia, uhlík, zlato, vodík, izotopy, síra

Čo sú to Allotropes

Allotropy sú rôzne formy toho istého chemického prvku, ktoré sú stabilné v rovnakom fyzikálnom stave. V alotropoch sú atómy rovnakého prvku navzájom spojené rôznymi spôsobmi. Inými slovami, priestorové usporiadanie atómov sa líši od jedného alotropu k druhému. Allotrop je zložený iba z atómov rovnakého prvku. Neexistujú žiadne kombinácie atómov rôznych prvkov.

Fyzikálny stav alotropov rovnakého chemického prvku je rovnaký. Molekulové vzorce alotropov však môžu byť navzájom rovnaké alebo sa môžu líšiť. Chemické a fyzikálne vlastnosti alotropov sa preto môžu navzájom líšiť.

Allotropia je termín používaný na opis prítomnosti alebo neprítomnosti alotropov pre konkrétny chemický prvok. Všetky chemické prvky nemajú alotropy. Iba niektoré prvky vykazujú alotropiu. Niektoré bežné príklady sú diskutované nižšie.

Uhlík (C)

Uhlík je hlavným chemickým prvkom, ktorý prejavuje alotropiu. Najbežnejšími alotropami uhlíka sú grafit a diamant. Grafit aj diamant sa skladajú iba z atómov uhlíka. Molekulárna štruktúra, hybridizácia atómov uhlíka a ďalšie ich fyzikálne vlastnosti sa však navzájom líšia.

Obrázok 01: Chemické štruktúry a vzhľad diamantu a grafitu

Kyslík

Alotropy kyslíka sú dioxygén (O₂) a ozón (O.₃). Oba sú v plynnej fáze v prírode a líšia sa navzájom molekulárnou štruktúrou, chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami.

Síra

Síra v prírode sa nachádza ako S.₈ Jednotky. Tieto jednotky sa skladajú z ôsmich atómov síry. Tu je jeden atóm síry naviazaný na dva ďalšie atómy síry, ktoré tvoria cyklickú štruktúru. Tieto cyklické štruktúry môžu mať buď kosoštvorcovú štruktúru, ihličkovú formu (monoklinická) alebo ortorombickú formu. Všeobecná štruktúra S.₈ je štruktúra koruny.

Obrázok 02: Štruktúra koruny S8

Allotropia je definovaná pre molekuly vo fyzickom stave. Tekutá voda a ľad preto nie sú alotropy, aj keď sú obidve zložené iba z molekúl vody (H.₂O).

Čo sú to izotopy

Izotopy sú rôzne formy atómových štruktúr toho istého chemického prvku. Atóm je spravidla vyrobený z jadra a elektrónového oblaku obklopujúceho toto jadro. Jadro sa skladá z protónov a neutrónov, zatiaľ čo elektrónový oblak pozostáva iba z elektrónov. Prvok sa skladá z jedinečného počtu protónov. Atómové číslo prvku je počet protónov. Každý chemický prvok má preto jedinečné atómové číslo. Periodická tabuľka prvkov je zostavená na základe atómového počtu prvkov. Tu sú chemické prvky usporiadané vo vzostupnom poradí atómového čísla. Počet neutrónov prítomných v jadre však nie je pre prvky jedinečnou hodnotou. Atómy toho istého prvku môžu mať v jadre rôzny počet neutrónov. Tieto atómy sa nazývajú izotopy.

Izotopy konkrétneho prvku môžu byť buď stabilné alebo nestabilné. Nestabilné izotopy môžu podliehať rádioaktívnemu rozpadu, aby získali stabilnú formu. Niektoré z najbežnejších izotopov sú uvedené nižšie.

Vodík (H)

Atómové číslo vodíka je 1. Preto je zložený z 1 protónu. Existujú 3 bežné izotopy vodíka. Sú to Protium, Deuterium a Tritium. Protium nemá žiadne neutróny; Deutérium má jeden neutrón a Tritium má v jadre dva neutróny.

Obrázok 03: Izotopy vodíka

Hélium

Hélium sa skladá z dvoch protónov. Prirodzene sa vyskytujúce izotopy hélia majú 1 neutrón alebo 2 neutróny.

Obrázok 04: Izotopy hélia

Uhlík

Atómy uhlíka sa vyskytujú aj vo forme izotopov. Najbežnejší izotop uhlíka sa skladá zo 6 neutrónov. Niektoré izotopy uhlíka majú 7 alebo 8 neutrónov.

Rozdiel medzi alotropmi a izotopmi

Definícia

Allotropes: Allotropy sú rôzne formy toho istého chemického prvku, ktoré sú stabilné v rovnakom fyzikálnom stave.

Izotopy: Izotopy sú rôzne formy atómových štruktúr toho istého chemického prvku.

Príroda

Allotropes: Allotropy opisujú molekulárne štruktúry.

Izotopy: Izotopy popisujú atómové štruktúry.

Omša

Allotropes: Molárna hmotnosť alotropov môže byť rovnaká alebo sa môže navzájom líšiť.

Izotopy: Atómový počet izotopov je rovnaký, ale atómové hmotnosti sa navzájom líšia.

Hojnosť

Allotropes: Allotropy sa nenachádzajú vo všetkých chemických prvkoch.

Izotopy: Izotopy sa nachádzajú takmer vo všetkých prvkoch.

Chemické vlastnosti

Allotropes: Chemické vlastnosti alotropov sa navzájom líšia.

Izotopy: Chemické vlastnosti izotopov sú podobné kvôli prítomnosti rovnakého počtu elektrónov.

Stabilita

Allotropes: Allotropy sú stabilné molekuly, ktoré sa nachádzajú prirodzene.

Izotopy: Niektoré izotopy sú stabilné, zatiaľ čo iné sú nestabilné.

Záver

Alotropy aj izotopy označujú rôzne formy konkrétneho chemického prvku. Allotropy vysvetľujú rozdiely v molekulárnych štruktúrach. Izotopy vysvetľujú rozdiely v atómových štruktúrach. Toto je hlavný rozdiel medzi alotropmi a izotopmi. Allotropy môžu mať buď veľmi malé rozdiely vo svojich vlastnostiach, alebo veľké rozdiely. Väčšina izotopov sa však navzájom líši skôr svojou stabilitou než inými vlastnosťami. Chemické vlastnosti izotopov by boli rovnaké, pretože majú rovnaký počet elektrónov. Takmer všetky chemické vlastnosti závisia od počtu a usporiadania elektrónov.

Referencie:

1. Helmenstine, Anne Marie. "Čo je to izotop? Definícia a príklady. “ ThoughtCo. N.p., n.d. Web. K dispozícii tu. 20. júla 2017. 2. „Izotopy a alotropy“. GKDnes. N.p., n.d. Web. K dispozícii tu. 20. júla 2017.

Obrázok so súhlasom:

1. ”Diamond and graphite2 ″ Od Diamond_and_graphite.jpg: Používateľ: Itubderivative work: Materialscientist (talk)-Diamond_and_graphite.jpgFile: Graphite-tn19a.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. „Cyklooktasulfur-nad-3D-guličkami“ (verejná doména) prostredníctvom Commons Wikimedia3. „Blausen 0530 HydrogenIsotopes“ od BruceBlaus - vlastná práca (CC BY 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia4. „Helium-3 and Helium-4“ od Uwe W.-vlastná práca (verejná doména) prostredníctvom Commons Wikimedia