Unterschied zwischen Allotrop und Isomer

Hauptunterschied - Allotrope vs. Isomer
 

Einige Elemente des Periodensystems können in verschiedenen Formeln oder verschiedenen Anordnungen vorkommen, während sie bei Raumtemperatur stabil sind. Sie können eine Verbindung aus einem einzelnen Element oder eine Verbindung aus mehreren Elementen sein. Allotrope und Isomere sind gute Beispiele für solche Elemente. Der Hauptunterschied zwischen Allotrop und Isomer besteht darin Allotrope sind Verbindungen mit gleichen Elementen, aber unterschiedlichen chemischen Formeln in unterschiedlichen Anordnungen wohingegen Isomere sind Verbindungen mit verschiedenen Elementen, aber derselben chemischen Formel in unterschiedlichen Anordnungen.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist ein Allotrope?
3. Was ist ein Isomer?
4. Side-by-Side-Vergleich - Allotrope vs. Isomer in Tabellenform
5. Zusammenfassung

Was ist ein Allotrope??

Das Wort Allotrope kann als alternativer Typ definiert werden. Im Einzelnen bezieht sie sich auf verschiedene Arten von Verbindungen, die aus demselben einzelnen Element bestehen, jedoch in verschiedenen chemischen Formeln und unterschiedlichen Anordnungen. Diese Allotrope existieren im gleichen Aggregatzustand unter den gleichen Bedingungen (Raumtemperatur), weisen jedoch Unterschiede in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften auf. In Metallen, Nichtmetallen und Metalloiden können unterschiedliche Allotrope beobachtet werden.

Beispiele für Allotrope

Allotrope von Kohlenstoff

Kohlenstoffallotrope existieren im festen Zustand. Die gebräuchlichsten Typen sind Diamant, Graphit und Ruß. Hier ist es nicht so einfach, einen Allotropentyp in eine andere Allotropstruktur umzuwandeln. Diamant ist eine extrem harte Struktur, während Graphit nicht so hart ist. Ruß liegt als Pulver vor.

Abbildung 01: Struktur und Aussehen von Diamant (links) und Graphit (rechts)

Allotrope von Sauerstoff

Die gebräuchlichsten Arten von Sauerstoffallotropika, die auf natürliche Weise gefunden werden, sind zweiatomiger Sauerstoff (O₂) und Ozon (O₃). Der Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass Sauerstoff zwei Sauerstoffatome aufweist, die mit einer Doppelbindung verbunden sind, während Ozon aus drei Sauerstoffatomen besteht, die als Resonanzstruktur existieren.

Allotrope von Schwefel

Die Allotrope von Schwefel unterscheiden sich je nach Anzahl der gebundenen Schwefelatome und ihrer Anordnung. Im Falle von Schwefel ist es etwas einfach, eine Form von Schwefel in eine andere umzuwandeln.

Was ist ein Isomer??

Isomere sind Verbindungen mit derselben chemischen Formel, jedoch unterschiedlichen Anordnungen. Isomere haben die gleiche Anzahl und Art von Atomen, aber diese Atome sind unterschiedlich angeordnet. Daher unterscheidet sich die chemische Struktur der Isomere voneinander. Isomere werden in zwei große Kategorien unterteilt, die als Strukturisomere und Stereoisomere bekannt sind.

Abbildung 02: Klassifizierung von Isomeren

Strukturisomere

Bei diesem Typ werden Atome und funktionelle Gruppen auf unterschiedliche Weise gebunden, um die Struktur herzustellen. Dieser Typ umfasst Kettenisomerie, Positionsisomerie und funktionelle Gruppenisomerie.

Stereoisomere

Die Bindungsstruktur und Position der funktionellen Gruppen sind für Isomere gleich, unterscheiden sich jedoch in der geometrischen Positionierung. Stereoisomere umfassen cis-trans-Isomere (= Diastereomere) und optische Isomere (= Enantiomere)..

Abbildung 03: Stereoisomere von Propylenglykol (Beachten Sie, dass sich die Geometrie des H-Atoms in zwei Molekülen unterscheidet)..

Was ist der Unterschied zwischen Allotrop und Isomer??

Allotrope gegen Isomer
Allotrope sind Verbindungen mit gleichen Elementen, aber unterschiedlichen chemischen Formeln in unterschiedlichen Anordnungen.	Isomere sind Verbindungen mit verschiedenen Elementen, aber derselben chemischen Formel in unterschiedlichen Anordnungen.
Anzahl der Atome
Allotrope setzen sich aus unterschiedlichen Anzahlen von Atomen zusammen.	Isomere haben die gleiche Anzahl von Atomen.
Art der Elemente
Allotrope bestehen aus dem gleichen Element.	Isomere bestehen aus verschiedenen Elementen.
Struktur
Allotrope haben immer unterschiedliche Strukturen.	Isomere können ähnliche oder unterschiedliche Strukturen aufweisen.
Gegenwart
Allotrope können in Metallen, Nichtmetallen und Metalloiden beobachtet werden	Isomerie kann in organischen Molekülen (z. B. Kohlenwasserstoff) und anorganischen Molekülen (z. B. Silan) beobachtet werden.
Haupttypen
Typen von Allotropen umfassen Metall-Allotrope, Nichtmetall-Allotrope und Metalloid-Allotrope	Isomere umfassen hauptsächlich strukturelle Isomere und Stereoisomere.

Zusammenfassung - Allotropes vs Isomers

Sowohl Allotrope als auch Isomere können als alternative Typen eines Elements oder einer Verbindung definiert werden. Meist handelt es sich dabei um stabile und natürlich vorkommende Verbindungen. Der Hauptunterschied zwischen Allotrop und Isomer besteht darin, dass Allotrope Verbindungen mit gleichen Elementen in verschiedenen chemischen Formeln in unterschiedlichen Anordnungen sind, wohingegen Isomere Verbindungen mit verschiedenen Elementen mit derselben chemischen Formel in unterschiedlichen Anordnungen sind.

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Referenz:

1.Helmenstine, Anne Marie „Was ist ein Isomer? Überprüfen Sie Ihre Chemiekonzepte. “ThoughtCo. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 1. Juni 2017.
2. "Allotrope". Chemie LibreTexts. Textsammlung, 21. März 2017. Hier verfügbar. Netz. 1. Juni 2017.

Bildhöflichkeit:

1. "Diamant und Graphit2" Von Diamond_and_graphite.jpg: Benutzer: Itubderivative Arbeit: Materialwissenschaftler (Vortrag) - Diamond_and_graphite.jpgDatei: Graphite-tn19a.jpg (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Isomerie" Von Vladsinger - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
3. "Propylenglykolstereoisomere v.1" Von Jü - Eigene Arbeit (Public Domain) via Commons Wikimedia