Avainero isotooppien ja alkuaineiden välillä on se, että isotoopit ovat saman kemiallisen alkuaineen eri muotoja, kun taas alkuaineet ovat atomilajeja, joilla on sama määrä protoneja atomiytimissä.
Samantyyppiset atomit voivat muuttua hieman eri isotooppien muodostamiseksi. Alkuaineella voi olla useita isotooppeja. Jokaisen isotoopin luonne vaikuttaa alkuaineen luonteeseen. Täällä keskustelemme yksityiskohtaisesti isotoopeista ja alkuaineista selventääksemme isotooppien ja alkuaineiden välistä eroa.
Mitä isotoopit ovat?
Saman alkuaineen atomit voivat olla erilaisia. Nämä saman alkuaineen eri atomit ovat isotooppeja. Ne eroavat toisistaan sillä, että niissä on eri määrä neutroneja. Koska neutroniluku on erilainen, myös niiden massaluku vaihtelee. Saman alkuaineen isotoopeilla on kuitenkin sama määrä protoneja. Luonnossa eri isotooppeja esiintyy eri määrinä. Siksi voimme antaa niiden esiintymisen prosenttiarvona, jota kutsutaan suhteelliseksi runsaudeksi. Esimerkiksi vedyllä on kolme isotooppia, kuten protium, deuterium ja tritium. Protonien määrä niiden atomiytimissä on sama, mutta neutronien määrä on erilainen. Niiden neutronit ja suhteellinen runsaus ovat seuraavat.
- 1 H – ei neutroneja, suhteellinen runsaus on 99,985 %
- 2 H-yksi neutroni, suhteellinen runsaus on 0,015 %
- 3 H- kaksi neutronia, suhteellinen runsaus on 0 %
Kuva 01: Vedyn isotoopit
Neutronien määrä, jonka ytimessä voi olla, vaihtelee alkuaineittain. Näistä isotoopeista vain jotkut ovat pysyviä. Esimerkiksi hapella on kolme stabiilia isotooppia ja tinalla kymmenen stabiilia isotooppia. Useimmiten yksinkertaisilla elementeillä on sama neutroniluku kuin protoniluvulla. Mutta raskaissa alkuaineissa on enemmän neutroneja kuin protoneja.
Lisäksi neutronien lukumäärä on tärkeä ytimien stabiilisuuden tasapainottamiseksi. Kun ytimet ovat liian raskaita, ne muuttuvat epävakaiksi ja siksi isotoopit radioaktiivisiksi. Esimerkiksi 238U lähettää säteilyä ja hajoaa paljon pienempiin ytimiin. Isotoopeilla voi olla erilaisia ominaisuuksia niiden eri massojen vuoksi. Niillä voi esimerkiksi olla erilaisia pyöräytyksiä. Siten niiden NMR-spektrit vaihtelevat. Niiden elektroniluku on kuitenkin samanlainen, mikä aiheuttaa samanlaisen kemiallisen käyttäytymisen.
Mitä elementit ovat?
Me tunnemme sanan "elementti", koska opimme niistä jaksollisessa taulukossa. Jaksotaulukossa on noin 118 kemiallista alkuainetta, ja ne on järjestetty atominumeronsa mukaan. Alkuaine on kemiallinen laji, joka edustaa vain yhtä atomityyppiä. Siksi ne ovat puhtaita. Lisäksi saman alkuaineen atomien atomiytimissä on sama määrä protoneja. Mutta neutronien lukumäärä voi vaihdella toisistaan. Esimerkiksi pienin alkuaine on vety. Hopea, kulta ja platina ovat joitakin yleisesti tunnettuja arvokkaita alkuaineita.
Jokaisella elementillä on atomimassa, atominumero, symboli, elektroninen konfiguraatio jne. Vaikka useimmat alkuaineet ovat luonnossa esiintyviä, on joitain synteettisiä alkuaineita, kuten Californium, Americium, Einsteinium ja Mendelevium. Voimme luokitella kaikki elementit kolmeen ryhmään; metalleina, metalloideina ja epämetalleina.
Kuva 02: Endoskeleton
Lisäksi voimme luokitella ne ryhmiin ja ajanjaksoihin tarkempien ominaisuuksien perusteella. Saman ryhmän tai ajanjakson elementeillä on myös tiettyjä yhteisiä ominaisuuksia, ja jotkin ominaisuudet voivat muuttua peräkkäin, kun käyt läpi ryhmän tai ajanjakson. Lisäksi alkuaineet voivat muuttua kemiallisesti erilaisten yhdisteiden muodostamiseksi; Emme kuitenkaan voi hajottaa alkuaineita enempää yksinkertaisilla kemiallisilla menetelmillä.
Mitä eroa isotoopeilla ja elementeillä on?
Termi kemiallinen alkuaine kuvaa atomilajeja, kun taas termi isotoopit kuvaa saman kemiallisen alkuaineen eri muotoja. Siksi avainero isotooppien ja alkuaineiden välillä on se, että isotoopit ovat saman kemiallisen alkuaineen eri muotoja, kun taas alkuaineet ovat atomilajeja, joilla on sama määrä protoneja atomiytimissä. Lisäksi toinen ero isotooppien ja alkuaineiden välillä on se, että isotoopeissa on eri määrä neutroneja, mutta kemiallisissa alkuaineissa voi olla joko sama määrä neutroneja tai eri määrä neutroneja; mutta niissä ei koskaan ole yhtä monta protoneja.
Toisena tärkeänä erona isotooppien ja alkuaineiden välillä voidaan sanoa, että isotoopin atomimassa voidaan laskea yksinkertaisesti lisäämällä protonien ja neutronien kokonaismassa atomiytimissä, kun taas voimme laskea isotoopin atomimassan kemiallinen alkuaine käyttäen isotooppien atomimassaa ja niiden suhteellista runsautta.
Yhteenveto – Isotoopit vs elementit
Isotoopit ovat saman kemiallisen alkuaineen erilaisia atomimuotoja. Keskeinen ero isotooppien ja alkuaineiden välillä on se, että isotoopit ovat saman kemiallisen alkuaineen eri muotoja, kun taas alkuaineet ovat atomilajeja, joilla on sama määrä protoneja atomiytimissä.
