Unterschied zwischen Allotropen und Isotopen
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Hauptunterschied - Allotrope vs. Isotope
Chemische Elemente können natürlich in verschiedenen Formen vorkommen. Manchmal werden die Elemente in Kombination mit anderen Elementen gefunden, und manchmal werden Elemente in ihrer Elementform wie Gold (Au) gefunden. Einige Elemente treten jedoch in verschiedenen Formen auf, befinden sich jedoch in demselben physischen Zustand. Solche Elemente werden Allotrope genannt. Es gibt auch Elemente, die unterschiedliche Formen von Atomstrukturen haben. Sie werden Isotope genannt. Der Hauptunterschied zwischen Allotropen und Isotopen ist der Allotrope sind auf molekularer Ebene definiert, während Isotope auf atomarer Ebene definiert sind.
Wichtige Bereiche
1. Was sind Allotrope?
- Definition, Eigenschaften, Beispiele
2. Was sind Isotope?
- Definition, Eigenschaften, Beispiele
3. Was ist der Unterschied zwischen Allotropen und Isotopen?
- Vergleich der wichtigsten Unterschiede
Schlüsselbegriffe: Allotrope, Allotropie, Kohlenstoff, Gold, Wasserstoff, Isotope, Schwefel
Was sind Allotrope?
Allotrope sind verschiedene Formen desselben chemischen Elements, die in demselben physikalischen Zustand stabil sind. In Allotropen sind die Atome desselben Elements auf unterschiedliche Weise aneinander gebunden. Mit anderen Worten, die räumliche Anordnung der Atome unterscheidet sich von einem Allotrop zum anderen. Ein Allotrop besteht nur aus Atomen desselben Elements. Es gibt keine Kombinationen von Atomen verschiedener Elemente.
Der physikalische Zustand von Allotropen desselben chemischen Elements ist derselbe. Die Molekülformeln von Allotropen können jedoch gleich oder voneinander verschieden sein. Daher können sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Allotropen voneinander unterscheiden.
Allotropie ist der Begriff, der verwendet wird, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Allotropen für ein bestimmtes chemisches Element zu beschreiben. Alle chemischen Elemente haben keine Allotrope. Nur einige Elemente zeigen Allotropie. Einige gängige Beispiele werden unten beschrieben.
Kohlenstoff (C)
Kohlenstoff ist ein wichtiges chemisches Element, das Allotropie zeigt. Die häufigsten Allotrope von Kohlenstoff sind Graphit und Diamant. Sowohl Graphit als auch Diamant bestehen nur aus Kohlenstoffatomen. Die Molekülstruktur, die Hybridisierung von Kohlenstoffatomen und andere physikalische Eigenschaften unterscheiden sich jedoch voneinander.
Abbildung 01: Chemische Strukturen und das Erscheinungsbild von Diamant und Graphit
Sauerstoff
Die Allotrope von Sauerstoff sind Disauerstoff (O2) und Ozon (O3). Beide sind in der Natur in der Gasphase und unterscheiden sich durch molekulare Struktur, chemische und physikalische Eigenschaften.
Schwefel
Schwefel in der Natur wird als S gefunden8 Einheiten. Diese Einheiten bestehen aus acht Schwefelatomen. Hier ist ein Schwefelatom an zwei andere Schwefelatome gebunden, die eine cyclische Struktur bilden. Diese cyclischen Strukturen können entweder in Rhombusstruktur, Nadelform (monoklin) oder orthorhombisch sein. Die allgemeine Struktur von S8 ist die Kronenstruktur.
Abbildung 02: Kronenstruktur von S8
Allotropie ist für Moleküle im physikalischen Zustand definiert. Daher sind flüssiges Wasser und Eis keine Allotrope, obwohl beide nur aus Wassermolekülen bestehen (H2O).
Was sind Isotope?
Isotope sind verschiedene Formen atomarer Strukturen desselben chemischen Elements. Im Allgemeinen besteht ein Atom aus einem Kern und einer diesen Kern umgebenden Elektronenwolke. Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen, während die Elektronenwolke nur aus Elektronen besteht. Ein Element besteht aus einer eindeutigen Anzahl von Protonen. Die Ordnungszahl eines Elements ist die Anzahl der Protonen. Daher hat jedes chemische Element eine eindeutige Ordnungszahl. Das Periodensystem der Elemente basiert auf den Ordnungszahlen der Elemente. Hier sind die chemischen Elemente in aufsteigender Reihenfolge der Ordnungszahl angeordnet. Die Anzahl der im Kern vorhandenen Neutronen ist jedoch kein eindeutiger Wert für Elemente. Die Atome desselben Elements können in ihrem Kern eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen aufweisen. Diese Atome werden Isotope genannt.
Die Isotope eines bestimmten Elements können entweder stabil oder instabil sein. Instabile Isotope können radioaktiv zerfallen, um eine stabile Form zu erhalten. Einige der häufigsten Isotope sind unten aufgeführt.
Wasserstoff (H)
Die Atomzahl von Wasserstoff ist 1. Daher besteht er aus 1 Proton. Es gibt 3 gemeinsame Isotope des Wasserstoffs. Sie sind Protium, Deuterium und Tritium. Protium hat keine Neutronen; Deuterium hat ein Neutron und Tritium hat zwei Neutronen im Kern.
Abbildung 03: Isotope des Wasserstoffs
Helium
Helium besteht aus zwei Protonen. Natürlich vorkommende Isotope von Helium haben 1 Neutron oder 2 Neutronen.
Abbildung 04: Isotope von Helium
Kohlenstoff
Kohlenstoffatome kommen auch in Isotopenformen vor. Das häufigste Isotop von Kohlenstoff besteht aus 6 Neutronen. Einige Kohlenstoffisotope haben 7 oder 8 Neutronen.
Unterschied zwischen Allotropen und Isotopen
Definition
Allotrope: Allotrope sind verschiedene Formen desselben chemischen Elements, die im gleichen physikalischen Zustand stabil sind.
Isotope: Isotope sind verschiedene Formen atomarer Strukturen desselben chemischen Elements.
Natur
Allotrope: Allotrope beschreiben molekulare Strukturen.
Isotope: Isotope beschreiben atomare Strukturen.
Masse
Allotrope: Die Molmasse der Allotrope kann entweder gleich oder voneinander verschieden sein.
Isotope: Die Atomzahl der Isotope ist gleich, aber die Atommassen unterscheiden sich voneinander.
Fülle
Allotrope: Allotrope finden sich nicht in allen chemischen Elementen.
Isotope: Isotope kommen in fast allen Elementen vor.
Chemische Eigenschaften
Allotrope: Die chemischen Eigenschaften von Allotropen unterscheiden sich voneinander.
Isotope: Die chemischen Eigenschaften von Isotopen sind aufgrund der gleichen Anzahl von Elektronen ähnlich.
Stabilität
Allotrope: Allotrope sind stabile Moleküle, die natürlich vorkommen.
Isotope: Einige Isotope sind stabil, während andere instabil sind.
Fazit
Sowohl Allotrope als auch Isotope beziehen sich auf verschiedene Formen eines bestimmten chemischen Elements. Allotrope erklären die Unterschiede in molekularen Strukturen. Isotope erklären die Unterschiede in atomaren Strukturen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Allotropen und Isotopen. Allotrope können entweder sehr geringfügige Unterschiede in ihren Eigenschaften oder große Unterschiede aufweisen. Die meisten Isotope unterscheiden sich jedoch nach ihrer Stabilität und nicht nach anderen Eigenschaften. Die chemischen Eigenschaften von Isotopen wären gleich, weil sie die gleiche Anzahl von Elektronen haben. Nahezu alle chemischen Eigenschaften hängen von der Anzahl und Anordnung der Elektronen ab.
Verweise:
1.Helmenstine, Anne Marie „Was ist ein Isotop? Definition und Beispiele. “ThoughtCo. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 20. Juli 2017.
2. "Isotope und Allotrope". GKToday. N.p., n. D. Netz. Hier verfügbar. 20. Juli 2017.
Bildhöflichkeit:
1. "Diamant und Graphit2" Von Diamond_and_graphite.jpg: Benutzer: Weitere Aktivitäten: Materialwissenschaftler (Diskussion) - Diamond_and_graphite.jpgDatei: Graphite-tn19a.jpg (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Cyclooctasulfur-above-3D-Bälle" (Public Domain) über Commons Wikimedia
3. "Blausen 0530 HydrogenIsotopes" Von BruceBlaus - Eigene Arbeit (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia
4. "Helium-3 und Helium-4" Von Uwe W. - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
