Différence entre les allotropes et les isotopes
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Différence principale - Allotropes vs isotopes
Les éléments chimiques peuvent se produire naturellement sous plusieurs formes différentes. Parfois, les éléments sont combinés à d'autres éléments et parfois, sous leur forme élémentaire, tels que l'or (Au). Cependant, certains éléments se présentent naturellement sous différentes formes mais se trouvent dans le même état physique. De tels éléments s'appellent des allotropes. Il y a aussi des éléments qui ont différentes formes de structures atomiques. Ils s'appellent des isotopes. La principale différence entre les allotropes et les isotopes est que les allotropes sont définis à leur niveau moléculaire alors que les isotopes sont définis à leur niveau atomique.
Zones clés couvertes
1. Que sont les allotropes
- Définition, propriétés, exemples
2. Quels sont les isotopes
- Définition, propriétés, exemples
3. Quelle est la différence entre les allotropes et les isotopes
- Comparaison des différences clés
Mots-clés: allotropes, allotropie, carbone, or, hydrogène, isotopes, soufre
Que sont les allotropes
Les allotropes sont différentes formes d'un même élément chimique qui sont stables dans le même état physique. Dans les allotropes, les atomes d'un même élément sont liés les uns aux autres de différentes manières. En d'autres termes, la disposition spatiale des atomes est différente d'un allotrope à un autre. Un allotrope est composé uniquement d'atomes du même élément. Il n'y a pas de combinaisons d'atomes d'éléments différents.
L'état physique des allotropes d'un même élément chimique est le même. Mais les formules moléculaires des allotropes peuvent être identiques ou différentes les unes des autres. Par conséquent, les propriétés chimiques et physiques des allotropes peuvent être différentes les unes des autres.
Allotropie est le terme utilisé pour décrire la présence ou l'absence d'allotropes pour un élément chimique particulier. Tous les éléments chimiques n'ont pas d'allotropes. Seuls certains éléments présentent une allotropie. Quelques exemples courants sont discutés ci-dessous.
Carbone (C)
Le carbone est un élément chimique majeur qui présente une allotropie. Les allotropes de carbone les plus courants sont le graphite et le diamant. Le graphite et le diamant sont composés uniquement d'atomes de carbone. Mais la structure moléculaire, l'hybridation des atomes de carbone et leurs autres propriétés physiques sont différentes les unes des autres..
Figure 01: Structures chimiques et apparences du diamant et du graphite
Oxygène
Les allotropes de l’oxygène sont le Dioxygène (O2) et l’ozone (O3). Les deux sont en phase gazeuse dans la nature et se différencient par la structure moléculaire, les propriétés chimiques et physiques.
Soufre
Le soufre dans la nature se trouve en tant que S8 unités. Ces unités sont composées de huit atomes de soufre. Ici, un atome de soufre est lié à deux autres atomes de soufre formant une structure cyclique. Ces structures cycliques peuvent être soit en structure rhombique, soit en forme d’aiguille (monoclinique), soit en forme orthorhombique. La structure générale de S8 est la structure de la couronne.
Figure 02: Structure de la couronne du S8
L'allotropie est définie pour les molécules à l'état physique. Par conséquent, l’eau liquide et la glace ne sont pas des allotropes même si elles ne sont composées que de molécules d’eau (H2O).
Quels sont les isotopes
Les isotopes sont différentes formes de structures atomiques d'un même élément chimique. Généralement, un atome est constitué d'un noyau et d'un nuage d'électrons entourant ce noyau. Le noyau est composé de protons et de neutrons alors que le nuage d'électrons est composé uniquement d'électrons. Un élément est composé d'un nombre unique de protons. Le numéro atomique d'un élément est le nombre de protons. Par conséquent, chaque élément chimique a un numéro atomique unique. Le tableau périodique des éléments est construit sur la base des numéros atomiques des éléments. Ici, les éléments chimiques sont disposés dans l'ordre croissant du numéro atomique. Cependant, le nombre de neutrons présents dans le noyau n'est pas une valeur unique pour les éléments. Les atomes d'un même élément peuvent avoir un nombre différent de neutrons dans leur noyau. Ces atomes s'appellent des isotopes.
Les isotopes d'un élément particulier peuvent être soit stables, soit instables. Les isotopes instables peuvent subir une désintégration radioactive pour obtenir une forme stable. Certains des isotopes les plus courants sont indiqués ci-dessous.
Hydrogène (H)
Le numéro atomique de l'hydrogène est 1. Par conséquent, il est composé de 1 proton. Il existe 3 isotopes courants de l'hydrogène. Ce sont le protium, le deutérium et le tritium. Le protium n'a pas de neutrons; Le deutérium a un neutron et le tritium a deux neutrons dans son noyau.
Figure 03: Isotopes de l'hydrogène
Hélium
L'hélium est composé de deux protons. Les isotopes naturels de l'hélium ont 1 neutron ou 2 neutrons.
Figure 04: Isotopes de l'hélium
Carbone
Les atomes de carbone apparaissent également sous forme isotopique. L'isotope le plus commun du carbone est composé de 6 neutrons. Certains isotopes de carbone ont 7 ou 8 neutrons.
Différence entre les allotropes et les isotopes
Définition
Allotropes: Les allotropes sont différentes formes du même élément chimique, qui sont stables dans le même état physique.
Isotopes: Les isotopes sont différentes formes de structures atomiques d'un même élément chimique.
La nature
Allotropes: Les allotropes décrivent les structures moléculaires.
Isotopes: Les isotopes décrivent les structures atomiques.
Masse
Allotropes: La masse molaire des allotropes peut être égale ou différente les unes des autres.
Isotopes: Le numéro atomique des isotopes est le même, mais les masses atomiques sont différentes les unes des autres.
Abondance
Allotropes: Les allotropes ne sont pas présents dans tous les éléments chimiques.
Isotopes: Les isotopes se trouvent dans presque tous les éléments.
Propriétés chimiques
Allotropes: Les propriétés chimiques des allotropes sont différentes les unes des autres.
Isotopes: Les propriétés chimiques des isotopes sont similaires en raison de la présence d'un nombre égal d'électrons.
Stabilité
Allotropes: Les allotropes sont des molécules stables que l'on trouve naturellement.
Isotopes: Certains isotopes sont stables alors que d'autres sont instables.
Conclusion
Les allotropes et les isotopes font tous deux référence à différentes formes d'un élément chimique particulier. Les allotropes expliquent les différences de structure moléculaire. Les isotopes expliquent les différences de structure atomique. C'est la principale différence entre les allotropes et les isotopes. Les allotropes peuvent avoir de très légères différences dans leurs propriétés ou de grandes différences. Mais la plupart des isotopes sont différents les uns des autres en fonction de leur stabilité plutôt que d'autres propriétés. Les propriétés chimiques des isotopes seraient les mêmes car ils ont le même nombre d'électrons. Presque toutes les propriétés chimiques dépendent du nombre et de la disposition des électrons.
Références:
1.Helmenstine, Anne Marie. «Qu'est-ce qu'un isotope? Définition et exemples. ”ThoughtCo. N.p., n.d. Web. Disponible ici. 20 juillet 2017.
2. ”Isotopes et allotropes.” GKToday. N.p., n.d. Web. Disponible ici. 20 juillet 2017.
Courtoisie d'image:
1. ”Diamant et graphite2" Par Diamond_and_graphite.jpg: Utilisateur: Travail interactif: Materialscientist (discussion) - Diamond_and_graphite.jpgFile: Graphite-tn19a.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Cyclooctasulfur-above-3D-balls” (Domaine public) via Commons Wikimedia
3. “Blausen 0530 HydrogenIsotopes” de Bruce Bllaus - Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
4. “Helium-3 and Helium-4" de Uwe W. - Travail personnel (domaine public) via Commons Wikimedia
