Klíčový rozdíl mezi izotonickými a izoelektronickými druhy je ten, že izotonické druhy mají podobný počet neutronů, zatímco izoelektronické druhy mají podobný počet elektronů.
Pojmy izotonické a izoelektronické označují chemické druhy, které mají něco společného, např. stejný počet elektronů, stejný počet neutronů atd.
Co jsou izotonické druhy?
Izotonické druhy jsou chemické druhy se stejným počtem neutronů. Tyto jsou také známé jako izotony. Izotony jsou dva nebo více nuklidů se stejným počtem neutronů, ale mají různý počet protonů. Neutronové číslo je označeno N a protonové číslo je označeno Z.
Obvyklým příkladem by mohla být jádra boru -12 a uhlíku -13. Oba tyto nuklidy obsahují 7 neutronů v každém atomu. Proto je můžeme pojmenovat jako izotony. Podobná skupina izotonických druhů zahrnuje atomy s 20 neutrony na atom. Tato skupina zahrnuje S-36, Cl-37, Ar-38, K-39 a Ca-40. Všechny tyto atomy mají 20 neutronů, ale různý počet protonů. Počet protonů získáme odečtením 20 od hmotnostního čísla. Např. pro atom síry je počet protonů na atom=36 – 20=16.
Výraz izotonický pochází z řečtiny a znamená „stejné protažení“. Zavedl jej německý fyzik K. Guggenheimer. Při zvažování izotopů chemických prvků může být mnoho atomů se stejným počtem neutronů. Typicky největší počet pozorovaně stabilních nuklidů vystupuje pro dva izotonické druhy 50 a 82.
Co jsou izoelektronické druhy?
Izoelektronické druhy jsou chemické druhy, které mají stejný počet elektronů. Jinými slovy, izoelektronické druhy mají stejný počet elektronů nebo stejnou elektronovou strukturu. Tento jev je známý jako izoelektronika.
Například oxid uhelnatý, NO+ a N2 jsou izoelektronické chemické druhy, protože tyto struktury mají stejný počet elektronů na sloučeninu. Naproti tomu CH3COOH a CH3N=NCH3 nejsou izoelektronické, protože mají různý počet elektronů.
Význam identifikace izoelektronických chemických druhů je schopnost studovat významně příbuzné druhy jako páry nebo série. Navíc můžeme očekávat, že to bude užitečné pro konzistenci a předvídatelnost vlastností těchto chemických druhů. Proto nám poskytuje vodítka o možných vlastnostech a reakcích.
Například atom N a iont O+ jsou navzájem isoelektronické. Je to proto, že oba tyto druhy mají pět valenčních elektronů a [He]2s22p3. Dalším běžným příkladem je řada kationtů s K+, Ca2+ a Sc3+. Podobně Cl-, S2- a P3- je aniontová řada s podobným počtem elektronů.
V dvouatomových molekulách můžeme použít molekulární orbitální diagramy k ilustraci isoelektroniky v dvouatomové molekule. To ukazuje atomové orbitaly, které se mísí v isoelektronických druzích, což ukazuje na identickou orbitální kombinaci a také na vazbu.
Existují některé polyatomické sloučeniny, které mohou být navzájem isoelektronické. Běžně známým příkladem by byly aminokyselinové série se serinem, cysteinem a selenocysteinem. Tyto aminokyseliny se od sebe liší podle specifického chalkogenu, který je přítomen v místě v postranním řetězci.
Jaký je rozdíl mezi izotonickými a izoelektronickými druhy?
Izotonické a izoelektronické chemické látky jsou důležité při studiu chemických vlastností příbuzných sloučenin. Klíčový rozdíl mezi izotonickými a izoelektronickými druhy je ten, že u izotonických druhů je počet neutronů stejný, zatímco u izoelektronických druhů je počet elektronů stejný.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi izotonickými a izoelektronickými druhy v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – izotonické vs izoelektronické druhy
Izotonické druhy jsou chemické druhy se stejným počtem neutronů. Izoelektronické druhy jsou chemické druhy, které mají stejný počet elektronů. Klíčový rozdíl mezi izotonickými a izoelektronickými druhy je tedy ten, že izotonické druhy mají podobný počet neutronů, zatímco izoelektronické druhy mají podobný počet elektronů.
