Forskjellen mellom allotropene og isotoper

Hovedforskjell - Allotropene vs Isotoper

Kjemiske elementer kan forekomme naturlig i flere forskjellige former. Noen ganger finnes elementene i kombinasjon med andre elementer, og noen ganger finnes elementene i deres elementære form som gull (Au). Noen elementer forekommer imidlertid naturlig i forskjellige former, men er i samme fysiske tilstand. Slike elementer kalles allotrope. Det er også elementer som har forskjellige former for atomstrukturer. De kalles isotoper. Hovedforskjellen mellom allotropene og isotoper er det allotropene er definert på molekylær nivå mens isotoper er definert på atomnivå. 

Nøkkelområder dekket

1. Hva er allotrope
      - Definisjon, Egenskaper, Eksempler
2. Hva er isotoper
      - Definisjon, Egenskaper, Eksempler
3. Hva er forskjellen mellom allotrope og isotoper
      - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbetingelser: Allotrope, Allotropi, Kull, Gull, Hydrogen, Isotoper, Svovel

Hva er allotrope

Allotropene er forskjellige former av det samme kjemiske elementet som er stabile i samme fysiske tilstand. I allotropene er atomene av det samme elementet bundet til hverandre på forskjellige måter. Med andre ord er den romlige arrangementet av atomer forskjellig fra en allotrop til en annen. En allotrope består kun av atomer av samme element. Det finnes ingen kombinasjoner av atomer av forskjellige elementer.

Den fysiske tilstanden til allotropene av det samme kjemiske elementet er det samme. Men de molekylære formlene til allotropene kan enten være like eller forskjellige fra hverandre. Derfor kan de kjemiske og fysiske egenskapene til allotropene være forskjellige fra hverandre.

Allotropi er begrepet som brukes til å beskrive tilstedeværelse eller fravær av allotrope for et bestemt kjemisk element. Alle kjemiske elementer har ikke allotrope. Bare noen elementer viser allotropi. Noen vanlige eksempler diskuteres nedenfor.

Karbon (C)

Karbon er et stort kjemisk element som viser allotropi. De vanligste allotropene av karbon er grafitt og diamant. Både grafitt og diamant består av bare karbonatomer. Men den molekylære strukturen, hybridisering av karbonatomer og andre fysiske egenskaper av dem er forskjellige fra hverandre.

Figur 01: Kjemiske strukturer og utseendet på Diamond og Graphite

Oksygen

Allotropene av oksygen er Dioxygen (O₂) og ozon (o₃). Begge er i gassfasen i naturen og er forskjellige fra hverandre gjennom molekylstruktur, kjemiske og fysiske egenskaper.

Svovel

Svovel i naturen er funnet som S₈ enheter. Disse enhetene består av åtte svovelatomer. Her er et svovelatom bundet til to andre svovelatomer som danner en syklisk struktur. Disse sykliske strukturer kan enten være i rhombisk struktur, nålform (monoklinisk) eller ortorbombisk form. Den generelle strukturen av S₈ er kronestrukturen.

Figur 02: Kronstruktur av S8

Allotropi er definert for molekyler i fysisk tilstand. Derfor er flytende vann og is ikke allotrope, selv om begge er sammensatt av bare vannmolekyler (H₂O).

Hva er isotoper

Isotoper er forskjellige former for atomstrukturer av samme kjemiske element. Vanligvis er et atom laget av en kjerne og en elektronmolne som omgir denne kjernen. Kjernen består av protoner og nøytroner, mens elektronmolen kun består av elektroner. Et element består av et unikt antall protoner. Atomenummeret til et element er antall protoner. Derfor har hvert kjemisk element et unikt atomnummer. Det periodiske elementtabellen er bygget på grunnlag av atomelementene i elementene. Her er de kjemiske elementene ordnet i stigende rekkefølge av atomnummeret. Imidlertid er antallet neutroner tilstede i kjernen ikke en unik verdi for elementer. Atomer av samme element kan ha et annet antall nøytroner i kjernen. Disse atomene kalles isotoper.

Isotoper av et bestemt element kan være enten stabile eller ustabile. Ustabile isotoper kan gjennomgå radioaktivt henfall for å oppnå en stabil form. Noen av de vanligste isotoper er gitt nedenfor.

Hydrogen (H)

Atomenet av hydrogen er 1. Derfor er det sammensatt av 1 proton. Det er 3 vanlige isotoper av hydrogen. De er Protium, Deuterium og Tritium. Protium har ingen nøytroner; Deuterium har ett nøytron og Tritium har to nøytroner i kjernen.

Figur 03: Isotoper av hydrogen

helium

Helium består av to protoner. Naturlig forekommende isotoper av Helium har 1 nøytron eller 2 nøytroner.

Figur 04: Isotoper av helium

 Karbon

Karbonatomer forekommer også i isotopformer. Den vanligste isotopen av karbon består av 6 nøytroner. Noen karbonisotoper har 7 eller 8 nøytroner.

Forskjellen mellom allotropene og isotoper

Definisjon

allotropes: Allotropene er forskjellige former av det samme kjemiske elementet, som er stabile i samme fysiske tilstand.

isotoper: Isotoper er forskjellige former for atomstrukturer av samme kjemiske element.

Natur

allotropes: Allotropene beskriver molekylære strukturer.

isotoper: Isotoper beskriver atomstrukturer.

Masse

allotropes: Molmassen av allotropene kan enten være like eller forskjellige fra hverandre.

isotoper: Det atomiske antall isotoper er det samme, men atommassene er forskjellige fra hverandre.

overflod

allotropes: Allotrope finnes ikke i alle kjemiske elementer.

isotoper: Isotoper finnes i nesten alle elementer.

Kjemiske egenskaper

allotropes: De kjemiske egenskapene til allotropene er forskjellige fra hverandre.

isotoper: De kjemiske egenskapene til isotoper er like på grunn av tilstedeværelsen av like mange elektroner.

Stabilitet

allotropes: Allotropene er stabile molekyler som finnes naturlig.  

isotoper: Noen isotoper er stabile, mens andre er ustabile.

Konklusjon

Både allotropene og isotoperene refererer til forskjellige former for et bestemt kjemisk element. Allotropene forklarer forskjellene i molekylære strukturer. Isotoper forklarer forskjellene i atomstrukturer. Dette er hovedforskjellen mellom allotropene og isotoper. Allotropene kan enten ha svært små forskjeller i egenskaper eller store forskjeller. Men de fleste isotoper er forskjellige fra hverandre i henhold til stabiliteten deres i stedet for andre egenskaper. De kjemiske egenskapene til isotoper vil være de samme fordi de har samme antall elektroner. Nesten alle kjemiske egenskaper er avhengige av antall og arrangement av elektroner.

referanser:

1.Helmenstine, Anne Marie. "Hva er en isotop? Definisjon og eksempler. "ThoughtCo. N.p., n.d. Web. Tilgjengelig her. 20. juli 2017. 
2. "Isotoper og Allotrope." GKToday. N.p., n.d. Web. Tilgjengelig her. 20. juli 2017.

Bilde Courtesy:

1. "Diamond and graphite2" Av Diamond_and_graphite.jpg: Bruker: Itubderivative arbeid: Materialscientist (talk) - Diamond_and_graphite.jpgFile: Graphite-tn19a.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Cyclooctasulfur-over-3D-baller" (Public Domain) via Commons Wikimedia
3. "Blausen 0530 Hydrogenisotopes" Av BruceBlaus - Eget arbeid (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
4. "Helium-3 og Helium-4" Av Uwe W. - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia