Isótopos vs Isômeros
Existem variações entre diferentes átomos. Além disso, existem variações dentro dos mesmos elementos. Isótopos são exemplos de diferenças dentro de um único elemento.
Uma molécula ou íon com a mesma fórmula molecular pode existir de maneiras diferentes dependendo das ordens de ligação, diferenças de distribuição de carga, a maneira como eles se organizam no espaço, etc; estes são conhecidos como isômeros.
Isótopos
Os átomos do mesmo elemento podem ser diferentes. Esses diferentes átomos do mesmo elemento são chamados de isótopos. Eles são diferentes uns dos outros por terem um número diferente de nêutrons. Como o número de nêutrons é diferente, seu número de massa também difere. No entanto, os isótopos do mesmo elemento têm o mesmo número de prótons e nêutrons. Isótopos diferentes estão presentes em quantidades variáveis, e isso é dado como um valor percentual chamado abundância relativa. Por exemplo, o hidrogênio tem três isótopos como prótio, deutério e trítio. Seu número de nêutrons e abundâncias relativas são os seguintes.
1 H - sem nêutrons, abundância relativa é 99,985%
2 H- um nêutron, abundância relativa é 0,015%
3 H- dois nêutrons, abundância relativa é 0%
O número de nêutrons que um núcleo pode conter difere de elemento para elemento. Entre esses isótopos, apenas alguns são estáveis. Por exemplo, o oxigênio tem três isótopos estáveis e o estanho tem dez isótopos estáveis. Na maioria das vezes, os elementos simples têm o mesmo número de nêutrons que o número de prótons, mas, em elementos pesados, há mais nêutrons do que prótons. O número de nêutrons é importante para equilibrar a estabilidade dos núcleos. Quando os núcleos são muito pesados, eles se tornam instáveis e, portanto, esses isótopos estão se tornando radioativos. Por exemplo, 238U emite radiação e decai para núcleos muito menores. Os isótopos podem ter propriedades diferentes por causa de suas massas diferentes. Por exemplo, eles podem ter spins diferentes, portanto, seus espectros de NMR são diferentes. No entanto, seu número de elétrons é semelhante, dando origem a um comportamento químico semelhante.
Um espectrômetro de massa pode ser usado para obter informações sobre os isótopos. Ele fornece o número de isótopos que um elemento possui, suas abundâncias e massas relativas.
Isômeros
Os isômeros são compostos diferentes com a mesma fórmula molecular. Existem vários tipos de isômeros. Os isômeros podem ser divididos principalmente em dois grupos como isômeros constitucionais e estereoisômeros. Os isômeros constitucionais são isômeros em que a conectividade dos átomos difere nas moléculas. Butano é o alcano mais simples para mostrar isomerismo constitucional. O butano tem dois isômeros constitucionais, o próprio butano e o isobuteno.
Em estereoisômeros, os átomos estão conectados na mesma sequência, ao contrário dos isômeros constitucionais. Os estereoisômeros diferem apenas no arranjo de seus átomos no espaço. Os estereoisômeros podem ser de dois tipos, enantiômeros e diastereômeros. Diastereômeros são estereoisômeros cujas moléculas não são imagens especulares uma da outra. Os isômeros cis trans de 1,2-dicloroeteno são diastereômeros. Enantiômeros são estereoisômeros cujas moléculas são imagens espelhadas não superponíveis umas das outras. Enantiômeros ocorrem apenas com moléculas quirais. Uma molécula quiral é definida como aquela que não é idêntica à sua imagem no espelho. Portanto, a molécula quiral e sua imagem no espelho são enantiômeros uma da outra. Por exemplo, a molécula de 2-butanol é quiral, e ela e suas imagens no espelho são enantiômeros.
Qual é a diferença entre isótopos e isômeros?
• Isótopos são átomos diferentes do mesmo elemento. Os isômeros são compostos diferentes com a mesma fórmula molecular.
• Os isótopos diferem uns dos outros devido ao número de nêutrons, enquanto os isômeros diferem uns dos outros devido ao arranjo dos átomos.
• Os isótopos de um único elemento têm o mesmo comportamento químico, mas as propriedades físicas podem ser diferentes. Os isômeros com a mesma fórmula química têm diferenças nas propriedades químicas e físicas (exceto alguns isômeros).
