Der Hauptunterschied zwischen isoelektronischen und isosteren besteht darin, dass die isoelektronischen chemischen Spezies ähnliche elektronische Konfigurationen haben, während die isosteren chemische Spezies mit ähnlicher Größe, derselben Anzahl von Atomen und Valenzelektronen sind.
Das Präfix „iso-“bedeutet, dass zwei oder mehr chemische Spezies das gleiche charakteristische Merkmal haben. Isoelektronische Spezies und Isostere sind zwei solche Arten von Merkmalen. Diese beiden Begriffe unterscheiden sich jedoch voneinander, je nachdem, welches Merkmal zwischen zwei oder mehr chemischen Spezies verglichen werden soll.
Was ist isoelektronisch?
Der Begriff isoelektronisch bezieht sich auf die gleiche Anzahl von Elektronen oder die gleiche elektronische Konfiguration. Die chemischen Spezies, die wir in diesem Zusammenhang betrachten, umfassen Atome, Ionen oder Moleküle. Diese chemischen Spezies sollten die gleiche elektronische Struktur mit der gleichen Anzahl von Valenzelektronen haben, um sie als isoelektronische Spezies zu bezeichnen. Mit anderen Worten, dieser Begriff bezieht sich auf die Funktion „gleich elektrisch“oder „gleich geladen“. Typischerweise weisen diese chemischen Spezies auch ähnliche chemische Eigenschaften auf, da die chemischen Eigenschaften chemischer Spezies durch die elektronische Konfiguration der chemischen Spezies bestimmt werden.
Wenn man einige Beispiele für isoelektronische chemische Spezies betrachtet, wäre ein übliches Beispiel das He-Atom und das Li+ (Lithium-Kation)-Ion, wobei beide chemischen Spezies zwei Elektronen in ihren Atomen/Ionen haben. In ähnlicher Weise sind K+ (Kaliumkation) und Ca+2 (Calciumkation) isoelektronisch, da diese beiden Kationen die elektronische Konfiguration [Ne]4s1 haben. Zusätzlich zu Atomen/Ion können wir auch einige Beispiele für Moleküle geben, die zueinander isoelektronisch sind, einschließlich Kohlenmonoxidmolekül und Stickstoffgasmolekül.
Abbildung 01: Beispiele isoelektronischer Moleküle
Das Konzept der isoelektronischen Natur chemischer Spezies ist nützlich, um die Eigenschaften und Reaktionen einer chemischen Spezies vorherzusagen. Wir können dieses Merkmal verwenden, um wasserstoffähnliche Atome zu identifizieren, die ein Valenzelektron haben und daher isoelektronisch zu Wasserstoff sind. Darüber hinaus können wir dieses Konzept anwenden, um unbekannte oder seltene Verbindungen in Abhängigkeit von ihrer elektronischen Ähnlichkeit mit einer bekannten/üblichen chemischen Spezies zu identifizieren.
Was sind Isosteren?
Der Begriff isoster bezieht sich auf chemische Spezies mit ähnlicher Größe, derselben Anzahl von Atomen und derselben Anzahl von Valenzelektronen. Die chemischen Spezies, die wir in diesem Zusammenhang betrachten, sind Moleküle oder Ionen. Beispielsweise sind Benzol und Thiophen isostere Moleküle. Im Allgemeinen haben isostere Moleküle aufgrund ihrer identischen Elektronenanordnung die gleiche Form. Oft haben diese chemischen Spezies auch ähnliche elektronische Eigenschaften. Das Konzept der Isosteren wurde erstmals 1919 von Irving Langmuir entwickelt. Später wurde es von Grimm modifiziert.
Was ist der Unterschied zwischen Isoelektronen und Isosteren?
Der Hauptunterschied zwischen isoelektronischen und Isosteren besteht darin, dass die isoelektronischen chemischen Spezies ähnliche elektronische Konfigurationen haben, während die Isosteren chemische Spezies mit ähnlicher Größe, derselben Anzahl von Atomen und Valenzelektronen sind. Darüber hinaus beschreiben die Isoelektronen Atome, Ionen oder Moleküle, während die Isosteren Ionen oder Moleküle beschreiben. Beispielsweise sind Kohlenmonoxidgas und Stickstoffgas isoelektronisch zueinander, während Benzol und Thiophen isostere sind.
Die folgende Infografik fasst die Unterschiede zwischen Isoelektronen und Isosteren in tabellarischer Form zum direkten Vergleich zusammen.
Zusammenfassung – Isoelektronisch vs. Isosteren
Der Begriff isoelektronisch unterscheidet sich vom Begriff isostere, weil sie zwei unterschiedliche Merkmale chemischer Spezies beschreiben. Der Hauptunterschied zwischen isoelektronischen und isosteren besteht darin, dass isoelektronische chemische Spezies ähnliche elektronische Konfigurationen haben, während isostere chemische Spezies mit ähnlicher Größe, derselben Anzahl von Atomen und Valenzelektronen sind.
