allotropes är olika strukturella modifieringar av ett element medan isomerer är kemiska föreningar som har samma molekylformel men har olika strukturella formler.
Vissa element kan existera i två eller flera olika former. Dessa former kallas allotropes där elementets atomer är sammanbundna på ett annat sätt. Exempelvis dioxygen (O2), ozon (O3), tetraoxigen (O4) och oktaoxigen (O8) är allotrop av syre. Ett annat exempel är kol vars allotrop inkluderar grafit och diamant. Kort sagt innehåller allotropa samma element (samma atomer) som binds samman på olika sätt för att producera olika molekylära strukturer.
I kontrast, isomerer är föreningar (se Elements vs Compounds) som har samma molekylformel men har olika strukturformler. Isomerer delar inte deras kemiska egenskaper om de inte tillhör samma funktionella grupp. Till exempel har propanol formeln C3H8O (eller C3H7OH) och förekommer som två isomerer: propan-1-ol (n-propylalkohol; jag) och propan-2-ol (isopropylalkohol; II). Skillnaden mellan de två isomererna ligger i syreatomens position: den är bunden till ett ändkol i propan-1-ol och till mittkolnet i propan-2-ol. Det finns en tredje isomer av C3H8O vars egenskaper är så olika att det inte är en alkohol (som propanol) men en eter. Kallad metoxietan (metyl-etyleter; III) har denna isomer ett syre kopplat till två kolatomer snarare än ett kol och ett väte.
allotropes | isomerer | |
---|---|---|
Definition | Allotropa är olika strukturella modifieringar av ett element. Till exempel O och O2 | Isomerer är kemiska föreningar som har samma molekylformel men har olika strukturella formler. |
exempel | Diamant, grafit mm. | 2-metylpropan-l-ol och 2-metylpropan-2-ol. |
Både allotropi och isomerism var koncept som föreslagits av den svenska forskaren Jöns Jakob Berzelius. Han föreslog konceptet av allotropy 1841. Efter acceptansen av Avogadros hypotes år 1860 förstod man att element kan existera som polyatomiska molekyler, och de två allotroperna av syre ansågs som O2 och O3. I början av 1900-talet erkändes att andra fall som kol beror på skillnader i kristallstruktur.
Isomerism noterades först 1827, när Friedrich Woehler framställde cyaninsyra och noterade att även om dess elementära sammansättning var identisk med fulmininsyra (framställd av Justus von Liebig föregående år) var dess egenskaper ganska annorlunda. Denna upptäckt utmanade den rådande kemiska förståelsen av tiden, som hävdade att kemiska föreningar endast kunde vara olika när de hade olika elementära kompositioner. Efter ytterligare upptäckter av samma slag gjordes, såsom Woehlers 1828 upptäckt att urea hade samma atomkomposition som kemiskt distinkt ammoniumcyanat, introducerade Jöns Jakob Berzelius termen isomeri för att beskriva fenomenet.
Olika klasser av isomerer inkluderar stereoisomerer, enantiomerer och geometriska isomerer.
Typer av isomerer