İzotoplar ve İzomerler
Farklı atomlar arasında farklılıklar vardır. Ayrıca, aynı elementler içinde varyasyonlar vardır. İzotoplar, tek bir element içindeki farklılıklara örnektir.
Aynı moleküler formüle sahip bir molekül veya iyon, bağlanma sıralarına, yük dağılım farklılıklarına, kendilerini uzayda nasıl düzenlediklerine vb. bağlı olarak farklı şekillerde var olabilir; bunlar izomerler olarak bilinir.
İzotoplar
Aynı elementin atomları farklı olabilir. Aynı elementin bu farklı atomlarına izotop denir. Nötron sayıları farklı olduğundan 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 bu, göreceli bolluk olarak adlandırılan bir yüzde değeri olarak verilir. Örneğin hidrojenin protium, döteryum ve trityum olmak üzere üç izotopu vardır. Nötron sayıları ve göreceli bollukları aşağıdaki gibidir.
1H – nötron yok, bağıl bolluk %99,985
2H- bir nötron, bağıl bolluk %0.015
3H- iki nötron, bağıl bolluk %0
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 olduğunda kararsız hale gelirler ve bu nedenle bu izotoplar radyoaktif hale gelir. Örneğin, 238 U radyasyon yayar ve çok daha küçük çekirdeklere bozunur. İzotoplar, farklı kütleleri nedeniyle farklı özelliklere sahip olabilir. Örneğin, farklı dönüşlere sahip olabilirler, dolayısıyla NMR spektrumları farklıdır. Ancak elektron sayıları benzerdir ve benzer bir kimyasal davranışa yol açar.
İzotoplar hakkında bilgi almak için bir kütle spektrometresi kullanılabilir. Bir elementin sahip olduğu izotop sayısını, göreli bolluklarını ve kütlelerini verir.
İzomerler
İzomerler, aynı moleküler formüle sahip farklı bileşiklerdir. Çeşitli izomer türleri vardır. İzomerler temel olarak yapısal izomerler ve stereo izomerler olarak iki gruba ayrılabilir. Anayasal izomerler, atomların bağlanabilirliğinin moleküllerde farklılık gösterdiği izomerlerdir. Bütan, yapısal izomerizmi gösteren en basit alkandır. Bütanın iki yapısal izomeri vardır, bütanın kendisi ve izobüten.
Stereo izomerlerde atomlar, yapısal izomerlerin aksine aynı dizide bağlanır. Stereoizomerler, yalnızca atomlarının uzaydaki düzeninde farklılık gösterir. Stereoizomerler iki tip olabilir, enantiyomerler ve diastereomerler. Diastereomerler, molekülleri birbirinin ayna görüntüsü olmayan stereoizomerlerdir. 1,2-dikloroetenin cis trans izomerleri diastereomerlerdir. Enantiyomerler, molekülleri birbirinin üst üste binemeyen ayna görüntüleri olan stereoizomerlerdir. Enantiyomerler sadece kiral moleküllerle oluşur. Bir kiral molekül, ayna görüntüsüyle aynı olmayan bir molekül olarak tanımlanır. Bu nedenle, kiral molekül ve ayna görüntüsü birbirinin enantiyomerleridir. Örneğin 2-bütanol molekülü kiraldir ve onun ayna görüntüleri enantiyomerlerdir.
İzotoplar ve İzomerler arasındaki fark nedir?
• İzotoplar aynı elementin farklı atomlarıdır. İzomerler, aynı moleküler formüle sahip farklı bileşiklerdir.
• İzotoplar nötron sayısı nedeniyle birbirinden farklıdır, izomerler ise atomların dizilişi nedeniyle farklıdır.
• Tek bir elementin izotopları aynı kimyasal davranışa sahiptir, ancak fiziksel özellikler farklı olabilir. Aynı kimyasal formüle sahip izomerlerin hem kimyasal hem de fiziksel özelliklerinde farklılıklar vardır (bazı izomerler hariç).
