Sự khác biệt chính - Allotropes và Isotopes

Các nguyên tố hóa học có thể xuất hiện tự nhiên dưới một số dạng khác nhau. Đôi khi, các nguyên tố được tìm thấy kết hợp với các nguyên tố khác, và đôi khi, các nguyên tố được tìm thấy ở dạng nguyên tố của chúng như vàng (Au). Tuy nhiên, một số nguyên tố tự nhiên xảy ra ở các dạng khác nhau nhưng ở cùng một trạng thái vật chất. Các nguyên tố như vậy được gọi là các dạng thù hình. Ngoài ra còn có các nguyên tố có các dạng cấu trúc nguyên tử khác nhau. Chúng được gọi là Isotopes. Sự khác biệt chính giữa các dạng đồng vị và đồng vị là các đồng vị được xác định ở cấp độ phân tử của chúng trong khi các đồng vị được xác định ở cấp độ nguyên tử của chúng.

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. Allotropes là gì - Định nghĩa, Thuộc tính, Ví dụ 2. Đồng vị là gì - Định nghĩa, Thuộc tính, Ví dụ 3. Sự khác biệt giữa các dạng đồng vị và đồng vị là gì - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Allotropes, Allotropy, Carbon, Gold, Hydrogen, Isotopes, Sulfur

Allotropes là gì

Các dạng thù hình là các dạng khác nhau của cùng một nguyên tố hóa học nhưng bền ở cùng một trạng thái vật lý. Trong các dạng thù hình, các nguyên tử của cùng một nguyên tố liên kết với nhau theo các cách cư xử khác nhau. Nói cách khác, sự sắp xếp trong không gian của các nguyên tử là khác nhau giữa các dạng thù hình. Một allotrope chỉ bao gồm các nguyên tử của cùng một nguyên tố. Không có sự kết hợp giữa các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau.

Trạng thái vật lý của các dạng thù hình của cùng một nguyên tố hóa học là như nhau. Nhưng công thức phân tử của các dạng thù hình có thể bằng hoặc khác nhau. Do đó, các tính chất hóa học và vật lý của các dạng thù hình có thể khác nhau.

Allotropy là thuật ngữ được sử dụng để mô tả sự có mặt hoặc không có mặt của các dạng thù hình đối với một nguyên tố hóa học cụ thể. Tất cả các nguyên tố hóa học không có dạng thù hình. Chỉ một số phần tử thể hiện tính dị hướng. Một số ví dụ phổ biến được thảo luận dưới đây.

Carbon (C)

Carbon là một nguyên tố hóa học chính thể hiện tính dị hướng. Các dạng thù hình phổ biến nhất của cacbon là than chì và kim cương. Cả Graphit và kim cương đều chỉ được cấu tạo từ các nguyên tử cacbon. Nhưng cấu trúc phân tử, sự lai hóa của các nguyên tử cacbon và các tính chất vật lý khác của chúng là khác nhau.

Hình 01: Cấu trúc hóa học và sự xuất hiện của Kim cương và Than chì

Ôxy

Các dạng thù hình của oxy là Dioxygen (O₂) và Ozone (O₃). Cả hai đều ở thể khí trong tự nhiên và khác nhau về cấu trúc phân tử, tính chất hóa học và vật lý.

Lưu huỳnh

Lưu huỳnh trong tự nhiên được tìm thấy dưới dạng S₈ các đơn vị. Các đơn vị này bao gồm tám nguyên tử lưu huỳnh. Ở đây, một nguyên tử lưu huỳnh được liên kết với hai nguyên tử lưu huỳnh khác tạo thành một cấu trúc tuần hoàn. Các cấu trúc tuần hoàn này có thể ở dạng cấu trúc hình thoi, dạng hình kim (Monoclinic) hoặc dạng trực thoi. Cấu trúc chung của S₈ là cấu trúc vương miện.

Hình 02: Cấu trúc vương miện của S8

Allotropy được định nghĩa cho các phân tử ở trạng thái vật chất. Do đó, nước lỏng và nước đá không phải là dạng thù hình mặc dù cả hai đều chỉ gồm các phân tử nước (H₂O).

Đồng vị là gì

Đồng vị là những dạng cấu tạo nguyên tử khác nhau của cùng một nguyên tố hóa học. Nói chung, một nguyên tử được tạo ra từ một hạt nhân và một đám mây điện tử bao quanh hạt nhân này. Hạt nhân bao gồm proton và neutron trong khi đám mây electron chỉ bao gồm các electron. Một phần tử bao gồm một số proton duy nhất. Số nguyên tử của một nguyên tố là số proton. Do đó, mỗi nguyên tố hóa học có một số hiệu nguyên tử duy nhất. Bảng tuần hoàn các nguyên tố được xây dựng dựa trên số hiệu nguyên tử của các nguyên tố. Ở đây, các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo thứ tự tăng dần của số hiệu nguyên tử. Tuy nhiên, số lượng neutron có trong hạt nhân không phải là một giá trị duy nhất cho các nguyên tố. Các nguyên tử của cùng một nguyên tố có thể có số nơtron khác nhau trong hạt nhân của chúng. Những nguyên tử này được gọi là đồng vị.

Các đồng vị của một nguyên tố cụ thể có thể ổn định hoặc không ổn định. Các đồng vị không bền có thể trải qua quá trình phân rã phóng xạ để có được dạng ổn định. Dưới đây là một số đồng vị phổ biến nhất.

Hydro (H)

Số hiệu nguyên tử của Hydro là 1. Do đó, nó được cấu tạo bởi 1 proton. Có 3 dạng đồng vị chung của Hiđro. Chúng là Protium, Deuterium và Tritium. Protium không có neutron; Deuterium có một neutron và Tritium có hai neutron trong hạt nhân của chúng.

Hình 03: Đồng vị của Hydro

Khí heli

Helium bao gồm hai proton. Các đồng vị trong tự nhiên của Heli có 1 nơtron hoặc 2 nơtron.

Hình 04: Đồng vị của Heli

Carbon

Nguyên tử cacbon cũng xảy ra ở dạng đồng vị. Đồng vị phổ biến nhất của Carbon bao gồm 6 neutron. Một số đồng vị cacbon có 7 hoặc 8 nơtron.

Sự khác biệt giữa các dạng đồng vị và đồng vị

Sự định nghĩa

Allotropes: Các dạng thù hình là các dạng khác nhau của cùng một nguyên tố hóa học, chúng ổn định ở cùng một trạng thái vật lý.

Đồng vị: Đồng vị là những dạng cấu tạo nguyên tử khác nhau của cùng một nguyên tố hóa học.

Thiên nhiên

Allotropes: Allotropes mô tả cấu trúc phân tử.

Đồng vị: Đồng vị mô tả cấu tạo nguyên tử.

Khối lượng

Allotropes: Khối lượng mol của các dạng thù hình có thể bằng hoặc khác nhau.

Đồng vị: Số nguyên tử của các đồng vị là như nhau, nhưng khối lượng nguyên tử khác xa nhau.

Dồi dào

Allotropes: Không phải tất cả các nguyên tố hóa học đều có các dạng dị hình.

Đồng vị: Đồng vị được tìm thấy trong hầu hết các nguyên tố.

Tính chất hóa học

Allotropes: Tính chất hóa học của các dạng thù hình là khác nhau.

Đồng vị: Tính chất hóa học của các đồng vị tương tự nhau do sự có mặt của số electron bằng nhau.

Sự ổn định

Allotropes: Allotropes là các phân tử ổn định được tìm thấy trong tự nhiên.

Đồng vị: Một số chất đồng vị ổn định trong khi những chất khác không ổn định.

Phần kết luận

Cả hai dạng đồng vị và đồng vị đều đề cập đến các dạng khác nhau của một nguyên tố hóa học cụ thể. Các dạng dị hình giải thích sự khác biệt trong cấu trúc phân tử. Đồng vị giải thích sự khác nhau trong cấu trúc nguyên tử. Đây là sự khác biệt chính giữa các dạng đồng vị và đồng vị. Các dạng dị hình có thể có sự khác biệt rất nhỏ về đặc tính của chúng hoặc sự khác biệt lớn. Nhưng hầu hết các đồng vị khác nhau theo độ ổn định của chúng hơn là các tính chất khác. Tính chất hóa học của các đồng vị sẽ giống nhau vì chúng có cùng số electron. Hầu hết tất cả các tính chất hóa học đều phụ thuộc vào số lượng và sự sắp xếp của các electron.

Người giới thiệu:

1.Helmenstine, Anne Marie. “Đồng vị là gì? Định nghĩa và Ví dụ. ” Suy nghĩCo. N.p., n.d. Web. Có sẵn ở đây. 20 tháng 7 năm 2017. 2. "Đồng vị và dạng đồng vị." GKToday. N.p., n.d. Web. Có sẵn ở đây. Ngày 20 tháng 7 năm 2017.

Hình ảnh lịch sự:

1. ”Diamond và graphite2 ″ bởi Diamond_and_graphite.jpg: Người dùng: Công việc sáng tạo: Nhà vật liệu học (nói chuyện) - Diamond_and_graphite.jpgFile: Graphite-tn19a.jpg (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia2. “Cyclooctasulfur-on-3D-ball” (Public Domain) qua Commons Wikimedia3. “Blausen 0530 HydrogenIsotopes” của BruceBlaus - Tác phẩm riêng (CC BY 3.0) qua Commons Wikimedia4. “Helium-3 và Helium-4” của Uwe W. - Tác phẩm riêng (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia