Skillnad mellan allotrop och isotoper

Huvudskillnad - Allotrops vs Isotoper

Kemiska element kan förekomma naturligt i flera olika former. Ibland finns elementen i kombination med andra element, och ibland finns element i sin elementära form som guld (Au). Vissa element förekommer emellertid naturligt i olika former men är i samma fysiska tillstånd. Sådana element kallas allotroper. Det finns också element som har olika former av atomstrukturer. De kallas isotoper. Huvudskillnaden mellan allotrop och isotoper är det allotrop definieras på molekylär nivå medan isotoper definieras på deras atomnivå. 

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är Allotropes
      - Definition, Egenskaper, Exempel
2. Vad är isotoper
      - Definition, Egenskaper, Exempel
3. Vad är skillnaden mellan allotrop och isotoper
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Allotrop, Allotropi, Kol, Guld, Väte, Isotoper, Svavel

Vad är Allotropes

Allotropa är olika former av samma kemiska element som är stabila i samma fysiska tillstånd. I allotropen är atomer av samma element bundna till varandra på olika sätt. Med andra ord skiljer sig den rumsliga arrangemanget av atomer från en allotrop till en annan. En allotrop är endast sammansatt av atomer av samma element. Det finns inga kombinationer av atomer av olika element.

Det fysiska tillståndet för allotropen av samma kemiska element är detsamma. Men de molekylära formlerna för allotropa kan vara antingen lika eller olika från varandra. Därför kan allaotropernas kemiska och fysikaliska egenskaper skilja sig från varandra.

Allotropi är termen som används för att beskriva närvaron eller frånvaron av allotroper för ett visst kemiskt element. Alla kemiska beståndsdelar har inte allotrop. Endast vissa element visar allotropi. Några vanliga exempel diskuteras nedan.

Kol (C)

Kol är ett viktigt kemiskt element som visar allotropi. De vanligaste allotroperna av kol är grafit och diamant. Både grafit och diamant består av endast kolatomer. Men molekylstrukturen, hybridiseringen av kolatomer och andra fysikaliska egenskaper hos dem skiljer sig från varandra.

Figur 01: Kemiska strukturer och utseenden av Diamond och Graphite

Syre

Allotroperna av syre är Dioxygen (O₂) och ozon (O₃). Båda är i gasfasen i naturen och skiljer sig från varandra genom molekylstruktur, kemiska och fysikaliska egenskaper.

Svavel

Svavel i naturen finns som S₈ enheter. Dessa enheter består av åtta svavelatomer. Här är en svavelatom bunden till två andra svavelatomer som bildar en cyklisk struktur. Dessa cykliska strukturer kan antingen vara i rhombisk struktur, nålform (monoklinisk) eller ortorbombisk form. Den allmänna strukturen av S₈ är kronstrukturen.

Figur 02: Kronstruktur av S8

Allotropi definieras för molekyler i det fysiska tillståndet. Därför är flytande vatten och is inte allotropa, även om båda är sammansatta av endast vattenmolekyler (H₂O).

Vad är isotoper

Isotoper är olika former av atomstrukturer av samma kemiska element. Generellt är en atom gjord av en kärna och ett elektronmoln som omger denna kärna. Kärnan är sammansatt av protoner och neutroner medan elektronmoln bara består av elektroner. Ett element består av ett unikt antal protoner. Atomnumret för ett element är antalet protoner. Därför har varje kemiskt element ett unikt atomnummer. Periodiska tabellen över element är byggd baserat på atomantalet av element. Här är de kemiska elementen inordnade i stigande ordning av atomnumret. Antalet neutroner i kärnan är emellertid inte ett unikt värde för element. Atomer av samma element kan ha ett annorlunda antal neutroner i deras kärna. Dessa atomer kallas isotoper.

Isotoperna hos ett visst element kan vara antingen stabila eller instabila. Ostabila isotoper kan genomgå radioaktivt sönderfall för att erhålla en stabil form. Några av de vanligaste isotoperna ges nedan.

Väte (H)

Atomerantalet av väte är 1. Därför består det av 1 proton. Det finns tre vanliga isotoper av väte. De är protium, deuterium och tritium. Protium har inga neutroner; Deuterium har en neutron och Tritium har två neutroner i sin kärna.

Figur 03: Isotoper av väte

Helium

Helium består av två protoner. Naturligt förekommande isotoper av Helium har 1 neutron eller 2 neutroner.

Figur 04: Isotoper av helium

 Kol

Kolatomer förekommer också i isotopformerna. Den vanligaste isotopen av Carbon består av 6 neutroner. Vissa kol isotoper har 7 eller 8 neutroner.

Skillnad mellan allotrop och isotoper

Definition

allotropes: Allotropa är olika former av samma kemiska element, som är stabila i samma fysiska tillstånd.

isotoper: Isotoper är olika former av atomstrukturer av samma kemiska element.

Natur

allotropes: Allotroper beskriver molekylära strukturer.

isotoper: Isotoper beskriver atomstrukturer.

Massa

allotropes: Molmassan av allotropa kan vara antingen lika eller olika från varandra.

isotoper: Atomantalet isotoper är desamma, men atommassorna skiljer sig från varandra.

Överflöd

allotropes: Allotropa finns inte i alla kemiska element.

isotoper: Isotoper finns i nästan alla delar.

Kemiska egenskaper

allotropes: Allotropernas kemiska egenskaper skiljer sig från varandra.

isotoper: De kemiska egenskaperna hos isotoper är likartade på grund av närvaron av lika många elektroner.

Stabilitet

allotropes: Allotroper är stabila molekyler som finns naturligt.  

isotoper: Vissa isotoper är stabila medan andra är instabila.

Slutsats

Både allotrop och isotoper avser olika former av ett visst kemiskt element. Allotropa förklarar skillnaderna i molekylära strukturer. Isotoper förklarar skillnaderna i atomstrukturer. Detta är den största skillnaden mellan allotrop och isotoper. Allotrop kan antingen ha mycket små skillnader i deras egenskaper eller stora skillnader. Men de flesta isotoper skiljer sig från varandra i enlighet med deras stabilitet snarare än andra egenskaper. De kemiska egenskaperna hos isotoperna skulle vara samma eftersom de har samma antal elektroner. Nästan alla kemiska egenskaper är beroende av antal och arrangemang av elektroner.

referenser:

1.Helmenstine, Anne Marie. "Vad är en isotop? Definition och exempel. "ThoughtCo. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 20 juli 2017. 
2. "Isotoper och Allotropes." GKToday. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 20 juli 2017.

Image Courtesy:

1. "Diamond and graphite2" Av Diamond_and_graphite.jpg: Användare: Itubderivative arbete: Materialscientist (talk) - Diamond_and_graphite.jpgFile: Graphite-tn19a.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Cyclooctasulfur-over-3D-balls" (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. "Blausen 0530 Hydrogenisotopes" Av BruceBlaus - eget arbete (CC BY 3.0) via Wikimedia Commons
4. "Helium-3 och Helium-4" Av Uwe W. - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia