Isotopes vs isomères
Il existe des variations entre différents atomes. En outre, il existe des variations au sein des mêmes éléments. Les isotopes sont des exemples de différences au sein d'un seul élément.
Une molécule ou un ion ayant la même formule moléculaire peut exister de différentes manières selon les ordres de liaison, les différences de distribution de charge, la façon dont ils s'organisent dans l'espace etc. ceux-ci sont connus sous le nom d'isomères.
Les isotopes
Les atomes d'un même élément peuvent être différents. Ces différents atomes du même élément sont appelés isotopes. Ils sont différents les uns des autres en ayant un nombre différent de neutrons. Puisque le nombre de neutrons est différent, leur nombre de masse diffère également. Cependant, les isotopes d'un même élément ont le même nombre de protons et de neutrons. Différents isotopes sont présents en quantités variables, et ceci est donné en pourcentage appelé abondance relative. Par exemple, l'hydrogène a trois isotopes comme le protium, le deutérium et le tritium. Leur nombre de neutrons et leurs abondances relatives sont les suivants.
1 H - pas de neutrons, l'abondance relative est de 99,985%
2 H- un neutron, l'abondance relative est de 0,015%
3 H- deux neutrons, l'abondance relative est de 0%
Le nombre de neutrons qu'un noyau peut contenir diffère d'un élément à l'autre. Parmi ces isotopes, seuls certains sont stables. Par exemple, l'oxygène a trois isotopes stables et l'étain a dix isotopes stables. La plupart du temps, les éléments simples ont le même nombre de neutrons que le nombre de protons mais, dans les éléments lourds, il y a plus de neutrons que de protons. Le nombre de neutrons est important pour équilibrer la stabilité des noyaux. Lorsque les noyaux sont trop lourds, ils deviennent instables et, par conséquent, ces isotopes deviennent radioactifs. Par exemple, 238U émet des radiations et se désintègre en noyaux beaucoup plus petits. Les isotopes peuvent avoir des propriétés différentes en raison de leurs masses différentes. Par exemple, ils peuvent avoir des spins différents, donc leurs spectres RMN diffèrent. Cependant, leur nombre d'électrons est similaire, donnant lieu à un comportement chimique similaire.
Un spectromètre de masse peut être utilisé pour obtenir des informations sur les isotopes. Il donne le nombre d'isotopes d'un élément, leurs abondances et leurs masses relatives.
Isomères
Les isomères sont des composés différents avec la même formule moléculaire. Il existe différents types d'isomères. Les isomères peuvent être principalement divisés en deux groupes en tant qu'isomères constitutionnels et stéréo-isomères. Les isomères constitutionnels sont des isomères où la connectivité des atomes diffère dans les molécules. Le butane est l'alcane le plus simple à présenter une isomérie constitutionnelle. Le butane a deux isomères constitutionnels, le butane lui-même et l'isobutène.
Dans les stéréo-isomères, les atomes sont connectés dans la même séquence, contrairement aux isomères constitutionnels. Les stéréoisomères ne diffèrent que par la disposition de leurs atomes dans l'espace. Les stéréoisomères peuvent être de deux types, les énantiomères et les diastéréoisomères. Les diastéréoisomères sont des stéréoisomères dont les molécules ne sont pas les images miroir les unes des autres. Les isomères cis trans du 1,2-dichloroéthène sont des diastéréoisomères. Les énantiomères sont des stéréoisomères dont les molécules sont des images miroir non superposables les unes des autres. Les énantiomères se produisent uniquement avec les molécules chirales. Une molécule chirale est définie comme une molécule qui n'est pas identique à son image miroir. Par conséquent, la molécule chirale et son image miroir sont des énantiomères l'une de l'autre. Par exemple, la molécule de 2-butanol est chirale, et elle et ses images miroir sont des énantiomères.
Quelle est la différence entre les isotopes et les isomères?
• Les isotopes sont des atomes différents du même élément. Les isomères sont des composés différents avec la même formule moléculaire.
• Les isotopes diffèrent les uns des autres en raison du nombre de neutrons, tandis que les isomères diffèrent les uns des autres en raison de la disposition des atomes.
• Les isotopes d'un seul élément ont le même comportement chimique, mais les propriétés physiques peuvent différer. Les isomères de même formule chimique présentent des différences de propriétés chimiques et physiques (à l'exception de certains isomères).
