Alotroplar ve izotoplar arasındaki temel fark, allotropların moleküler düzeyde, izotopların ise atomik düzeyde ele alınmasıdır.
Periyodik tabloda atom numaralarına göre yaklaşık 118 element vardır. Bir element, yalnızca tek bir atom türünden oluşan kimyasal bir maddedir; dolayısıyla saftırlar. Allotroplar aynı bileşiğin farklı formlarıdır, izotoplar ise aynı elementin farklı formlarıdır.
Allotroplar nedir?
Allotroplar, aynı elementin moleküler düzeydeki farklı biçimleridir. Farklı fiziksel özellikler gösterirler. Tüm kimyasal elementler arasında karbon, oksijen, kükürt ve fosfor allotropları olan başlıca elementlerdir. Karbonun çok sayıda allotropu vardır. Sekiz karbon allotropu birbirinden büyük ölçüde farklıdır. Örneğin, elmas en güçlü karbon allotropudur, oysa grafit daha az güçlüdür. Karbon nanotüpler, fulleren ve amorf karbon, karbonun diğer bazı allotroplarıdır.
Şekil 1: Karbonun Allotropları
Oksijen elementi için O2 ve O3 olmak üzere iki ortak allotrop vardır. O2, O3'ten daha boldur. Normalde doğada bazı allotroplar, kararlılıkları nedeniyle diğerlerinden daha bol bulunur. Fosforun kırmızı, beyaz ve siyah fosfor olmak üzere üç allotropu vardır. Bunlardan kırmızı ve beyaz fosfor en yaygın olanlarıdır. Allotroplar, atomik düzenleme, atom sayısı vb. nedeniyle birbirinden farklıdır.
İzotop nedir?
İzotoplar, aynı kimyasal elementin atomlarının farklı biçimleridir. Nötron sayıları farklı olduğu için birbirlerinden farklıdırlar. Nötron sayıları farklı olduğu için kütle numaraları da farklıdır.
Ancak, aynı elementin izotopları aynı sayıda proton ve nötrona sahiptir. Farklı izotoplar değişen miktarlarda bulunur ve bunu göreli bolluk olarak adlandırılan bir yüzde değeri olarak verebiliriz. Örneğin hidrojenin protium, döteryum ve trityum olmak üzere üç izotopu vardır. Nötron sayıları ve göreceli bollukları aşağıdaki gibidir.
Şekil 2: Hidrojen Kimyasal Elementinin Farklı İzotopları
Bir çekirdeğin tutabileceği nötron sayısı elementten elemente değişir. Bu izotoplar arasında sadece bazıları kararlıdır. Örneğin, oksijenin üç kararlı izotopu vardır ve kalay on kararlı izotopa sahiptir. Çoğu zaman, basit elementler proton sayısıyla aynı nötron sayısına sahiptir. Ancak ağır elementlerde protonlardan daha fazla nötron vardır. Nötron sayısı, çekirdeğin kararlılığını dengelemek için önemlidir. Çekirdekler çok ağır olduklarında kararsız hale gelirler; bu nedenle, bu izotoplar radyoaktif hale gelir. Örneğin, 238U radyasyon yayar ve çok daha küçük çekirdeklere bozunur. İzotoplar, farklı kütleleri nedeniyle farklı özelliklere sahip olabilir. Örneğin, farklı dönüşleri olabilir; dolayısıyla NMR spektrumları farklıdır. Ancak elektron sayıları benzerdir ve benzer kimyasal davranışlara yol açar.
Allotroplar ve İzotoplar Arasındaki Fark Nedir?
Allotroplar, aynı elementin moleküler düzeydeki farklı biçimleridir. İzotoplar, aynı kimyasal elementin farklı atom biçimleridir. Allotroplar ve izotoplar arasındaki temel fark, allotropların moleküler düzeyde, izotopların ise atomik düzeyde ele alınmasıdır. Ayrıca, allotroplar ve izotoplar arasındaki diğer bir fark, allotropların atomların düzenlenme şekline göre birbirlerinden farklı olmaları, izotopların ise nötron sayısı bakımından farklılık göstermesidir.
Aşağıdaki infografik, allotroplar ve izotoplar arasındaki fark hakkında daha fazla ayrıntı gösteriyor.
Özet – Allotroplar ve İzotoplar
Alotrop ve izotop terimleri kulağa benzer gelse de anlamlarına göre birbirlerinden çok farklıdırlar. Allotroplar ve izotoplar arasındaki temel fark, allotropların moleküler düzeyde, izotopların ise atomik düzeyde ele alınmasıdır.
