Põhiline erinevus isotooniliste ja isoelektrooniliste liikide vahel on see, et isotoonilistel liikidel on sarnane neutronite arv, samas kui isoelektroonilistel liikidel on sarnane elektronide arv.
Terminid isotooniline ja isoelektrooniline viitavad keemilistele liikidele, millel on midagi ühist, nt sama arv elektrone, sama arv neutroneid jne.
Mis on isotoonilised liigid?
Isotoonilised liigid on keemilised liigid, millel on identne arv neutroneid. Neid tuntakse ka isotoonidena. Isotoonid on kaks või enam nukliidi, millel on sama arv neutroneid, kuid neil on erinev arv prootoneid. Neutronite arv on tähistatud tähega N ja prootoni arv tähistatakse Z-ga.
Tavaline näide on boor -12 ja süsinik - 13 tuumad. Mõlemad nukliidid sisaldavad igas aatomis 7 neutronit. Seetõttu võime neid nimetada isotoonideks. Sarnane isotooniliste liikide rühm sisaldab aatomeid, mille aatomi kohta on 20 neutronit. Sellesse rühma kuuluvad S-36, Cl-37, Ar-38, K-39 ja Ca-40. Kõigil neil aatomitel on 20 neutronit, kuid erinev arv prootoneid. Prootonite arvu saame, lahutades massiarvust 20. Näiteks väävliaatomi puhul on prootonite arv aatomi kohta 36–20=16.
Isotooniline mõiste pärineb kreeka keelest, mis tähendab "sama venitamist". Selle tutvustas saksa füüsik K. Guggenheimer. Kui arvestada keemiliste elementide isotoope, võib olla palju aatomeid, millel on sama arv neutroneid. Tavaliselt väljub suurim arv vaatluslikult stabiilseid nukliide kahe isotoonilise liigi 50 ja 82 puhul.
Mis on isoelektroonilised liigid?
Isoelektroonilised liigid on keemilised liigid, millel on identne arv elektrone. Teisisõnu, isoelektroonilistel liikidel on sama arv elektrone või sama elektronstruktuur. Seda nähtust nimetatakse isoelektroonilisuseks.
Näiteks süsinikmonooksiid, NO+ ja N2 on isoelektroonilised keemilised liigid, kuna nendes struktuurides on ühe ühendi kohta sama arv elektrone. Seevastu CH3COOH ja CH3N=NCH3 ei ole isoelektroonilised, kuna neil on erinev elektronide arv.
Isoelektrooniliste keemiliste liikide tuvastamise tähtsus seisneb võimaluses uurida oluliselt seotud liike paaride või seeriatena. Lisaks võime eeldada, et see on kasulik nende keemiliste liikide omaduste järjepidevuse ja prognoositavuse osas. Seetõttu annab see meile vihjeid võimalike omaduste ja reaktsioonide kohta.
Näiteks N aatom ja O+ ioon on üksteisega isoelektroonilised. Seda seetõttu, et mõlemal liigil on viis valentselektroni ja [He]2s22p3. Teine levinud näide on K+, Ca2+ ja Sc3+ katioonide seeria. Samamoodi on Cl-, S2- ja P3- anioonide jada sarnase elektronide arvuga.
Diaatomilistes molekulides saame kasutada molekulaarorbitaaldiagramme, et illustreerida kaheaatomilise molekuli isoelektroonilisust. See näitab aatomiorbitaale, mis segunevad isoelektrooniliste liikidena, mis näitab identset orbitaalikombinatsiooni ja ka sidet.
On mõned polüatomilised ühendid, mis võivad olla üksteisega isoelektroonilised. Üldtuntud näide on seriini, tsüsteiini ja selenotsüsteiiniga aminohapete seeria. Need aminohapped erinevad üksteisest sõltuv alt konkreetsest kalkogeenist, mis esineb külgahelas.
Mis vahe on isotoonilistel ja isoelektroonilistel liikidel?
Isotoonilised ja isoelektroonilised keemilised liigid on olulised sugulasühendite keemiliste omaduste uurimisel. Peamine erinevus isotooniliste ja isoelektrooniliste liikide vahel on see, et isotoonilistes liikides on neutronite arv sama, samas kui isoelektroonilistes liikides on elektronide arv sama.
Allpool olev infograafik esitab isotooniliste ja isoelektrooniliste liikide erinevused tabelina kõrvuti võrdlemiseks.
Kokkuvõte – isotoonilised vs isoelektroonilised liigid
Isotoonilised liigid on keemilised liigid, millel on identne arv neutroneid. Isoelektroonilised liigid on keemilised liigid, millel on identne elektronide arv. Seetõttu on peamine erinevus isotooniliste ja isoelektrooniliste liikide vahel see, et isotoonilistel liikidel on sarnane neutronite arv, samas kui isoelektroonilistel liikidel on sarnane elektronide arv.
