Differenza tra allotropi e isotopi

Differenza principale - Allotropes vs Isotopi

Gli elementi chimici possono presentarsi naturalmente in diverse forme. A volte, gli elementi si trovano in combinazione con altri elementi e, a volte, gli elementi si trovano nella loro forma elementare come l'oro (Au). Tuttavia, alcuni elementi si presentano naturalmente in forme diverse ma si trovano nello stesso stato fisico. Tali elementi sono chiamati allotropi. Ci sono anche elementi che hanno diverse forme di strutture atomiche. Sono chiamati Isotopi. La principale differenza tra allotropi e isotopi è questa gli allotropi sono definiti a livello molecolare mentre gli isotopi sono definiti a livello atomico. 

Aree chiave coperte

1. Cosa sono gli Allotropi
      - Definizione, Proprietà, Esempi
2. Cosa sono gli isotopi
      - Definizione, Proprietà, Esempi
3. Qual è la differenza tra allotropi e isotopi
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: allotropi, allotropia, carbonio, oro, idrogeno, isotopi, zolfo

Cosa sono gli Allotropi

Gli allotropi sono forme diverse dello stesso elemento chimico che sono stabili nello stesso stato fisico. Negli allotropi, gli atomi dello stesso elemento sono legati l'un l'altro in modi diversi. In altre parole, la disposizione spaziale degli atomi è diversa da una allotrope all'altra. Un allotropo è composto solo da atomi dello stesso elemento. Non ci sono combinazioni di atomi di elementi diversi.

Lo stato fisico degli allotropi dello stesso elemento chimico è lo stesso. Ma le formule molecolari degli allotropi possono essere uguali o diverse l'una dall'altra. Pertanto, le proprietà chimiche e fisiche degli allotropi possono essere diverse l'una dall'altra.

Allotropia è il termine usato per descrivere la presenza o l'assenza di allotropi per un particolare elemento chimico. Tutti gli elementi chimici non hanno allotropi. Solo alcuni elementi mostrano l'allotropia. Alcuni esempi comuni sono discussi di seguito.

Carbonio (C)

Il carbonio è un importante elemento chimico che mostra l'allotropia. I più comuni allotropi di carbonio sono la grafite e il diamante. Sia la grafite che il diamante sono composti solo da atomi di carbonio. Ma la struttura molecolare, l'ibridizzazione degli atomi di carbonio e altre proprietà fisiche di essi sono diverse l'una dall'altra.

Figura 01: strutture chimiche e aspetti di diamante e grafite

Ossigeno

Gli allotropi di ossigeno sono diossigeno (O₂) e Ozono (O₃). Entrambi sono nella fase gassosa in natura e sono diversi l'uno dall'altro attraverso la struttura molecolare, le proprietà chimiche e fisiche.

Zolfo

Lo zolfo in natura si trova come S₈ unità. Queste unità sono composte da otto atomi di zolfo. Qui, un atomo di zolfo è legato ad altri due atomi di zolfo che formano una struttura ciclica. Queste strutture cicliche possono essere sia in struttura rombica, a forma di ago (monoclina) o in forma ortorombica. La struttura generale di S₈ è la struttura della corona.

Figura 02: struttura della corona di S8

L'allotropia è definita per le molecole nello stato fisico. Pertanto, acqua e ghiaccio liquidi non sono allotropi anche se entrambi sono composti solo da molecole d'acqua (H₂O).

Cosa sono gli isotopi

Gli isotopi sono diverse forme di strutture atomiche dello stesso elemento chimico. Generalmente, un atomo è costituito da un nucleo e una nuvola di elettroni che circonda questo nucleo. Il nucleo è composto da protoni e neutroni mentre la nuvola elettronica è composta solo da elettroni. Un elemento è composto da un numero unico di protoni. Il numero atomico di un elemento è il numero di protoni. Pertanto, ogni elemento chimico ha un numero atomico univoco. La tavola periodica degli elementi è costruita sulla base dei numeri atomici degli elementi. Qui, gli elementi chimici sono disposti in ordine ascendente del numero atomico. Tuttavia, il numero di neutroni presenti nel nucleo non è un valore univoco per gli elementi. Gli atomi dello stesso elemento possono avere un numero diverso di neutroni nel loro nucleo. Questi atomi sono chiamati isotopi.

Gli isotopi di un particolare elemento possono essere stabili o instabili. Isotopi instabili possono subire decadimento radioattivo per ottenere una forma stabile. Di seguito sono riportati alcuni degli isotopi più comuni.

Idrogeno (H)

Il numero atomico di Idrogeno è 1. Pertanto, è composto da 1 protone. Ci sono 3 isotopi comuni di idrogeno. Sono protium, deuterio e trizio. Il protio non ha neutroni; Il deuterio ha un neutrone e il trizio ha due neutroni nel loro nucleo.

Figura 03: Isotopi di idrogeno

Elio

L'elio è composto da due protoni. Gli isotopi di elio presenti in natura hanno 1 neutrone o 2 neutroni.

Figura 04: Isotopi di elio

 Carbonio

Gli atomi di carbonio si verificano anche nelle forme isotopiche. L'isotopo più comune di carbonio è composto da 6 neutroni. Alcuni isotopi di carbonio hanno 7 o 8 neutroni.

Differenza tra allotropi e isotopi

Definizione

allotropi: Gli allotropi sono forme diverse dello stesso elemento chimico, che sono stabili nello stesso stato fisico.

Isotopi: Gli isotopi sono diverse forme di strutture atomiche dello stesso elemento chimico.

Natura

allotropi: Gli allotropi descrivono strutture molecolari.

Isotopi: Gli isotopi descrivono le strutture atomiche.

Massa

allotropi: La massa molare degli allotropi può essere uguale o diversa l'una dall'altra.

Isotopi: Il numero atomico di isotopi è lo stesso, ma le masse atomiche sono diverse l'una dall'altra.

Abbondanza

allotropi: Gli allotropi non si trovano in tutti gli elementi chimici.

Isotopi: Gli isotopi si trovano in quasi tutti gli elementi.

Proprietà chimiche

allotropi: Le proprietà chimiche degli allotropi sono diverse l'una dall'altra.

Isotopi: Le proprietà chimiche degli isotopi sono simili a causa della presenza di un numero uguale di elettroni.

Stabilità

allotropi: Gli allotropi sono molecole stabili che si trovano naturalmente.  

Isotopi: Alcuni isotopi sono stabili mentre altri sono instabili.

Conclusione

Sia gli allotropi che gli isotopi si riferiscono a diverse forme di un particolare elemento chimico. Gli allotropi spiegano le differenze nelle strutture molecolari. Gli isotopi spiegano le differenze nelle strutture atomiche. Questa è la principale differenza tra allotropi e isotopi. Gli allotropi possono avere differenze molto piccole nelle loro proprietà o grandi differenze. Ma la maggior parte degli isotopi sono diversi l'uno dall'altro a seconda della loro stabilità piuttosto che di altre proprietà. Le proprietà chimiche degli isotopi sarebbero le stesse perché hanno lo stesso numero di elettroni. Quasi tutte le proprietà chimiche dipendono dal numero e dalla disposizione degli elettroni.

Riferimenti:

1. Helmenstine, Anne Marie. "Cos'è un isotopo? Definizione ed esempi. "ThoughtCo. N., n. Web. Disponibile qui. 20 luglio 2017. 
2. "Isotopi e Allotropi." GKToday. N., n. Web. Disponibile qui. 20 luglio 2017.

Cortesia dell'immagine:

1. "Diamante e grafite2" di Diamond_and_graphite.jpg: Utente: Lavoro Itubderivative: Materialcientist (talk) - Diamond_and_graphite.jpg File: Graphite-tn19a.jpg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Cyclooctasulfur-above-3D-balls" (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia
3. "Blausen 0530 HydrogenIsotopes" di BruceBlaus - Opera propria (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
4. "Helium-3 ed Elio-4" di Uwe W. - Opera propria (di pubblico dominio) via Commons Wikimedia