Différence entre isotopes et isomères

Isotopes vs isomères

Il y a des variations entre différents atomes. En outre, il existe des variations au sein des mêmes éléments. Les isotopes sont des exemples de différences dans un seul élément.

Une molécule ou un ion ayant la même formule moléculaire peut exister de différentes manières en fonction des ordres de liaison, des différences de répartition des charges, de la manière dont ils se placent dans l'espace, etc. on les appelle isomères.

Isotopes

Les atomes d'un même élément peuvent être différents. Ces différents atomes du même élément sont appelés isotopes. Ils sont différents les uns des autres en ayant un nombre différent de neutrons. Comme le nombre de neutrons est différent, leur nombre de masse diffère également. Cependant, les isotopes d'un même élément ont le même nombre de protons et de neutrons. Différents isotopes sont présents en quantités variables, exprimées sous forme de pourcentage appelé abondance relative. Par exemple, l'hydrogène a trois isotopes: le protium, le deutérium et le tritium. Leur nombre de neutrons et leur abondance relative sont les suivants.

¹H - pas de neutrons, l'abondance relative est de 99,985%

²H- un neutron, l'abondance relative est de 0,015%

³H- deux neutrons, l'abondance relative est de 0%

Le nombre de neutrons qu'un noyau peut contenir varie d'un élément à l'autre. Parmi ces isotopes, seuls certains sont stables. Par exemple, l'oxygène a trois isotopes stables et l'étain, dix isotopes stables. La plupart du temps, les éléments simples ont le même nombre de neutrons que le nombre de protons mais, dans les éléments lourds, il y a plus de neutrons que les protons. Le nombre de neutrons est important pour équilibrer la stabilité des noyaux. Lorsque les noyaux sont trop lourds, ils deviennent instables et, par conséquent, ces isotopes deviennent radioactifs. Par exemple, ²³⁸ U émet des radiations et se désintègre en noyaux beaucoup plus petits. Les isotopes peuvent avoir des propriétés différentes en raison de leurs masses différentes. Par exemple, ils peuvent avoir des spins différents, leur spectre de RMN est donc différent. Cependant, leur nombre d'électrons est similaire, donnant lieu à un comportement chimique similaire.

Un spectromètre de masse peut être utilisé pour obtenir des informations sur les isotopes. Il donne le nombre d'isotopes qu'un élément a, leurs abondances et masses relatives.

Isomères

Les isomères sont des composés différents ayant la même formule moléculaire. Il existe différents types d'isomères. Les isomères peuvent être principalement divisés en deux groupes: les isomères constitutionnels et les stéréo-isomères. Les isomères constitutionnels sont des isomères où la connectivité des atomes diffère en molécules. Le butane est l'alcane le plus simple à montrer l'isomérie constitutionnelle. Le butane a deux isomères constitutionnels, le butane lui-même et l'isobutène.

Dans les stéréo-isomères, les atomes sont connectés dans le même ordre, contrairement aux isomères constitutionnels. Les stéréoisomères ne diffèrent que par la disposition de leurs atomes dans l'espace. Les stéréoisomères peuvent être de deux types: énantiomères et diastéréoisomères. Les diastéréoisomères sont des stéréoisomères dont les molécules ne sont pas l'image miroir les unes des autres. Les isomères cis trans du 1,2-dichloroéthène sont des diastéréoisomères. Les énantiomères sont des stéréoisomères dont les molécules sont des images miroir non superposables les unes des autres. Les énantiomères ne sont présents que dans les molécules chirales. Une molécule chirale est définie comme une molécule non identique à son image miroir. Par conséquent, la molécule chirale et son image miroir sont des énantiomères l’un de l’autre. Par exemple, la molécule de 2-butanol est chirale et, avec ses images miroirs, des énantiomères..