Nøkkelforskjellen mellom isotoniske og isoelektroniske arter er at isotoniske arter har lignende antall nøytroner, mens isoelektroniske arter har lignende antall elektroner.
Begrepene isotonisk og isoelektronisk refererer til kjemiske arter som har noe til felles, f.eks. samme antall elektroner, samme antall nøytroner osv.
Hva er isotoniske arter?
Isotoniske arter er kjemiske arter med identiske antall nøytroner. Disse er også kjent som isotoner. Isotoner er to eller flere nuklider med samme antall nøytroner, men de har forskjellig antall protoner. Nøytrontallet er angitt med N, og protontallet er angitt med Z.
Et vanlig eksempel ville være bor -12 og karbon – 13 kjerner. Begge disse nuklidene inneholder 7 nøytroner i hvert atom. Derfor kan vi navngi dem som isotoner. En lignende gruppe av isotoniske arter inkluderer atomer med 20 nøytroner per atom. Denne gruppen inkluderer S-36, Cl-37, Ar-38, K-39 og Ca-40. Alle disse atomene har 20 nøytroner, men forskjellig antall protoner. Vi kan få antall protoner ved å trekke 20 fra massetallet. For eksempel, for svovelatomet, antall protoner per atom=36 – 20=16.
Begrepet isotonisk kommer fra gresk som betyr «samme strekk». Den ble introdusert av den tyske fysikeren K. Guggenheimer. Det kan være mange atomer med samme antall nøytroner når man vurderer isotoper av kjemiske elementer. Vanligvis kommer det største antallet observasjonsstabile nuklider ut for to isotoniske arter 50 og 82.
Hva er isoelektroniske arter?
Isoelektroniske arter er kjemiske arter med identiske antall elektroner. Med andre ord, isoelektroniske arter har samme antall elektroner eller samme elektroniske struktur. Dette fenomenet er kjent som isoelektronisitet.
For eksempel er karbonmonoksid, NO+ og N2 isoelektroniske kjemiske arter fordi disse strukturene har samme antall elektroner per forbindelse. Derimot er CH3COOH og CH3N=NCH3 ikke isoelektroniske fordi de har et annet antall elektroner.
Betydningen av å identifisere de isoelektroniske kjemiske artene er evnen til å studere signifikant beslektede arter som par eller serier. Dessuten kan vi forvente at dette vil være nyttig for konsistensen og forutsigbarheten til egenskapene til disse kjemiske artene. Derfor gir den oss ledetråder om mulige egenskaper og reaksjoner.
N-atom og O+-ion er for eksempel isoelektroniske med hverandre. Dette er fordi begge disse artene har fem valenselektroner og [He]2s22p3. Et annet vanlig eksempel er rekken av kationer med K+, Ca2+ og Sc3+. Tilsvarende er Cl-, S2- og P3- en anionserie med et tilsvarende antall elektroner.
I diatomiske molekyler kan vi bruke molekylære orbitaldiagrammer for å illustrere isoelektronisiteten i et diatomisk molekyl. Dette viser atomorbitaler som blandes inn i isoelektroniske arter, noe som indikerer den identiske orbitalkombinasjonen så vel som bindingen.
Det er noen polyatomiske forbindelser som kan være isoelektroniske med hverandre. Et vanlig kjent eksempel vil være aminosyreserier med serin, cystein og selenocystein. Disse aminosyrene er forskjellige fra hverandre i henhold til det spesifikke kalkogenet som finnes på et sted i sidekjeden.
Hva er forskjellen mellom isotoniske og isoelektroniske arter?
Isotoniske og isoelektroniske kjemiske arter er viktige for å studere de kjemiske egenskapene til beslektede forbindelser. Hovedforskjellen mellom isotoniske og isoelektroniske arter er at i isotoniske arter er antallet nøytroner det samme, mens antallet elektroner i isoelektroniske arter er det samme.
Infografien nedenfor presenterer forskjellene mellom isotoniske og isoelektroniske arter i tabellform for side-ved-side-sammenligning.
Sammendrag – Isotoniske vs isoelektroniske arter
Isotoniske arter er kjemiske arter med identiske antall nøytroner. Isoelektroniske arter er kjemiske arter som har identiske antall elektroner. Derfor er hovedforskjellen mellom isotoniske og isoelektroniske arter at isotoniske arter har lignende antall nøytroner, mens isoelektroniske arter har lignende antall elektroner.
