Põhiline erinevus allotroopide ja isotoopide vahel seisneb selles, et allotroope arvestatakse molekulaarsel tasemel, samas kui isotoope aatomitasandil.
Perioodilises tabelis on nende aatomnumbri järgi umbes 118 elementi. Element on keemiline aine, mis koosneb ainult ühte tüüpi aatomitest; järelikult on nad puhtad. Allotroopid on sama ühendi erinevad vormid, samas kui isotoobid on sama elemendi erinevad vormid.
Mis on allotroopid?
Allotroopid on sama elemendi erinevad vormid molekulaarsel tasemel. Need näitavad erinevaid füüsikalisi omadusi. Kõigi keemiliste elementide hulgas on süsinik, hapnik, väävel ja fosfor peamised elemendid, millel on allotroope. Süsinikul on suur hulk allotroope. Süsiniku kaheksa allotroopi erinevad üksteisest suuresti. Näiteks teemant on süsiniku tugevaim allotroop, samas kui grafiit on vähem tugev. Süsiniknanotorud, fullereen ja amorfne süsinik on mõned teised süsiniku allotroopid.
Joonis 1: süsiniku allotroopid
Elemendi hapniku jaoks on kaks tavalist allotroopi, nagu O2 ja O3. O2 on rohkem kui O3. Tavaliselt on mõned allotroopid looduses nende stabiilsuse tõttu arvukamad kui teised. Fosforil on kolm allotroopi: punane, valge ja must fosfor. Nendest on kõige levinumad punane ja valge fosfor. Allotroopid erinevad üksteisest aatomite paigutuse, aatomite arvu jms tõttu.
Mis on isotoobid?
Isotoobid on sama keemilise elemendi aatomite erinevad vormid. Need erinevad üksteisest, kuna neil on erinev arv neutroneid. Kuna neutronite arv on erinev, erineb ka nende massiarv.
Samas on sama elemendi isotoopides sama arv prootoneid ja neutroneid. Erinevad isotoobid esinevad erinevates kogustes ja me saame selle anda protsendiväärtusena, mida nimetatakse suhteliseks arvukseks. Näiteks vesinikul on kolm isotoopi: protium, deuteerium ja triitium. Nende neutronite arv ja suhteline arvukus on järgmised.
Joonis 2: Keemilise elemendi vesiniku erinevad isotoobid
Neutronite arv, mida tuumas võib hoida, on elemenditi erinev. Nende isotoopide hulgas on ainult mõned stabiilsed. Näiteks hapnikul on kolm stabiilset isotoopi ja tinal kümme stabiilset isotoopi. Enamasti on lihtsatel elementidel prootoniarvuga sama neutronite arv. Kuid rasketes elementides on neutroneid rohkem kui prootoneid. Tuumade stabiilsuse tasakaalustamiseks on oluline neutronite arv. Kui tuumad on liiga rasked, muutuvad nad ebastabiilseks; seetõttu muutuvad need isotoobid radioaktiivseks. Näiteks 238U kiirgab kiirgust ja laguneb palju väiksemateks tuumadeks. Isotoopidel võivad olla erinevad omadused nende erineva massi tõttu. Näiteks võivad neil olla erinevad spinnid; seega on nende NMR spektrid erinevad. Kuid nende elektronide arv on sarnane, mis põhjustab sarnast keemilist käitumist.
Mis vahe on allotroopidel ja isotoopidel?
Allotroopid on sama elemendi erinevad vormid molekulaarsel tasemel. Isotoobid on sama keemilise elemendi erinevad aatomite vormid. Peamine erinevus allotroopide ja isotoopide vahel on see, et allotroope käsitletakse molekulaarsel tasemel, samas kui isotoope arvestatakse aatomi tasemel. Veelgi enam, allotroopide ja isotoopide erinevus seisneb selles, et allotroopid erinevad üksteisest aatomite paigutuse poolest, samas kui isotoobid erinevad üksteisest neutronite arvu poolest.
Allpool olev infograafik näitab üksikasjalikum alt allotroopide ja isotoopide erinevusi.
Kokkuvõte – allotroopid vs isotoobid
Kuigi mõisted allotroop ja isotoop kõlavad sarnaselt, on need tähenduse poolest üksteisest väga erinevad. Peamine erinevus allotroopide ja isotoopide vahel on see, et allotroope käsitletakse molekulaarsel tasemel, samas kui isotoope aatomitasandil.
