Hauptunterschied – Allotrop vs. Isomer
Einige Elemente im Periodensystem können in unterschiedlichen Formeln oder unterschiedlichen Anordnungen vorkommen, sind aber bei Raumtemperatur stabil. Sie können eine Verbindung aus einem einzelnen Element oder eine Verbindung aus mehreren Elementen sein. Allotrope und Isomere sind gute Beispiele für solche Elemente. Der Hauptunterschied zwischen Allotrop und Isomer besteht darin, dass Allotrope Verbindungen mit denselben Elementen, aber unterschiedlicher chemischer Formel in unterschiedlichen Anordnungen sind, während Isomere Verbindungen mit unterschiedlichen Elementen, aber derselben chemischen Formel in unterschiedlichen Anordnungen sind.
Was ist ein Allotrop?
Das Wort Allotrop kann als alternativer Typ definiert werden. Im Detail bezieht es sich auf verschiedene Arten von Verbindungen, die aus demselben einzelnen Element bestehen, jedoch in unterschiedlichen chemischen Formeln und unterschiedlichen Anordnungen. Diese Allotrope existieren unter den gleichen Bedingungen (Raumtemperatur) im gleichen physikalischen Zustand, zeigen aber Unterschiede in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften. Unterschiedliche Allotrope können in Metallen, Nichtmetallen und Halbmetallen beobachtet werden.
Beispiele für Allotrope
Allotrope des Kohlenstoffs
Kohlenstoffallotrope existieren im festen Zustand. Die gebräuchlichsten Typen sind Diamant, Graphit und Ruß. Hier ist es nicht so einfach, einen allotropen Typ in eine andere allotrope Struktur umzuwandeln. Diamant ist eine extrem harte Struktur, während Graphit nicht so hart ist. Ruß liegt als Pulver vor.
Abbildung 01: Struktur und Aussehen von Diamant (links) und Graphit (rechts)
Allotrope des Sauerstoffs
Die häufigsten Arten von Sauerstoffallotropen, die natürlich vorkommen, sind zweiatomiger Sauerstoff (O2) und Ozon (O3). Der Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass Sauerstoff zwei Sauerstoffatome hat, die mit einer Doppelbindung verbunden sind, während Ozon aus drei Sauerstoffatomen besteht, die als Resonanzstruktur existieren.
Schwefelallotrope
Die Allotrope des Schwefels unterscheiden sich voneinander je nach Anzahl der gebundenen Schwefelatome und ihrer Anordnung. Im Fall von Schwefel ist es ziemlich einfach, eine Form von Schwefel in eine andere umzuwandeln.
Was ist ein Isomer?
Isomere sind Verbindungen mit der gleichen chemischen Formel, aber unterschiedlicher Anordnung. Isomere haben die gleiche Anzahl und Art von Atomen, aber diese Atome sind auf unterschiedliche Weise angeordnet. Daher unterscheidet sich die chemische Struktur der Isomere voneinander. Isomere werden in zwei große Kategorien eingeteilt, die als Strukturisomere und Stereoisomere bekannt sind.
Abbildung 02: Klassifizierung von Isomeren
Strukturisomere
Bei diesem Typ werden Atome und funktionelle Gruppen auf unterschiedliche Weise verbunden, um die Struktur zu bilden. Dieser Typ umfasst Kettenisomerie, Positionsisomerie und Isomerie funktioneller Gruppen.
Stereoisomere
Die Bindungsstruktur und Position funktioneller Gruppen sind für Isomere gleich, unterscheiden sich jedoch in der geometrischen Positionierung. Zu den Stereoisomeren gehören cis-trans-Isomere (=Diastereomere) und optische Isomere (=Enantiomere).
Abbildung 03: Stereoisomere von Propylenglykol (beachten Sie, dass die Geometrie des H-Atoms in zwei Molekülen unterschiedlich ist).
Was ist der Unterschied zwischen Allotrop und Isomer?
Allotrop vs. Isomer |
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| Allotrope sind Verbindungen mit gleichen Elementen, aber unterschiedlicher chemischer Formel in unterschiedlichen Anordnungen. | Isomere sind Verbindungen mit verschiedenen Elementen, aber derselben chemischen Formel in unterschiedlichen Anordnungen. |
| Anzahl der Atome | |
| Allotrope bestehen aus unterschiedlich vielen Atomen. | Isomere haben die gleiche Anzahl von Atomen. |
| Art der Elemente | |
| Allotrope bestehen aus demselben Einzelelement. | Isomere bestehen aus verschiedenen Elementen. |
| Struktur | |
| Allotrope haben immer unterschiedliche Strukturen. | Isomere können ähnliche oder unterschiedliche Strukturen haben. |
| Anwesenheit | |
| Allotrope können in Metallen, Nichtmetallen und Halbmetallen beobachtet werden | Isomerie kann in organischen Molekülen (z. B. Kohlenwasserstoff) und anorganischen Molekülen (z. B. Silan) beobachtet werden. |
| Haupttypen | |
| Typen von Allotropen umfassen Metallallotrope, Nichtmetallallotrope und metalloide Allotrope | Isomere umfassen hauptsächlich Strukturisomere und Stereoisomere. |
Zusammenfassung – Allotrope vs. Isomere
Sowohl Allotrope als auch Isomere können als alternative Typen eines Elements oder einer Verbindung definiert werden. Meistens sind dies stabile und natürlich vorkommende Verbindungen. Der Hauptunterschied zwischen Allotrop und Isomer besteht darin, dass Allotrope Verbindungen mit denselben Elementen in unterschiedlichen chemischen Formeln in unterschiedlichen Anordnungen sind, während Isomere Verbindungen mit unterschiedlichen Elementen mit derselben chemischen Formel in unterschiedlichen Anordnungen sind.
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