同素体と同位体の違い - との差

同素体と同位体の違い

主な違い - 同素体と同位体

化学元素はいくつかの異なる形で自然に発生する可能性があります。時には、元素は他の元素との組み合わせで見られ、時には元素は金(Au)のような元素の形でも見られる。しかしながら、いくつかの元素は当然異なる形態で存在するが同じ物理的状態にある。そのような要素は同素体と呼ばれます。原子構造の形式が異なる要素もあります。それらは同位体と呼ばれます。同素体と同位体の主な違いは、 同素体はそれらの分子レベルで定義され、同位体はそれらの原子レベルで定義されます。 

カバーする主な分野

同素体とは
      - 定義、プロパティ、例
同位体とは
      - 定義、プロパティ、例
同素体と同位体の違いは何ですか
      - 主な違いの比較

キーワード:同素体、同素体、炭素、金、水素、同位体、硫黄


同素体とは

同素体は、同じ物理的状態で安定している同じ化学元素の異なる形態です。同素体では、同じ元素の原子は異なる方法で互いに結合しています。言い換えれば、原子の空間配置は、同素体ごとに異なります。同素体は、同じ元素の原子だけで構成されています。異なる元素の原子の組み合わせはありません。

同じ化学元素の同素体の物理的状態は同じです。しかし、同素体の分子式は互いに等しくても異なっていてもよい。したがって、同素体の化学的および物理的特性は互いに異なる可能性があります。

同素体性は、特定の化学元素に対する同素体の有無を表すために使用される用語です。すべての化学元素に同素体はありません。同素体を示すのは一部の元素だけです。いくつかの一般的な例を以下に説明します。

カーボン(C)

炭素は同素体を示す主要な化学元素です。炭素の最も一般的な同素体はグラファイトとダイヤモンドです。グラファイトもダイヤモンドも炭素原子だけで構成されています。しかし、それらの分子構造、炭素原子の混成および他の物理的性質は互いに異なっている。


図01ダイヤモンドとグラファイトの化学構造と外観

酸素

酸素の同素体は二酸素(O2)とオゾン(O)3)それらは両方とも本質的に気相中にあり、そして分子構造、化学的および物理的性質によって互いに異なっている。

硫黄

自然界の硫黄はSと見られる8 単位これらの単位は8個の硫黄原子で構成されています。ここで、1個の硫黄原子は他の2個の硫黄原子と結合して環状構造を形成している。これらの環状構造は、菱形構造、針状(単斜晶系)または斜方晶系のいずれかであり得る。 Sの一般構造8 クラウン構造です。


図02 S8のクラウン構造

同素体性は、物理的状態にある分子に対して定義されます。したがって、液体の水と氷は、両方とも水分子だけで構成されていても同素体ではありません(H2O)

同位体とは

同位体は同じ化学元素の原子構造の異なる形式です。一般に、原子は原子核とこの原子核を取り囲む電子雲から作られます。核は陽子と中性子で構成されていますが、電子雲は電子だけで構成されています。元素は固有の数の陽子で構成されています。元素の原子番号はプロトンの数です。したがって、各化学元素は固有の原子番号を持ちます。元素の周期表は元素の原子番号に基づいて構築されています。ここでは、原子番号の昇順に化学元素を並べている。しかしながら、核内に存在する中性子の数は元素にとって唯一の値ではありません。同じ元素の原子は、核内に中性子の数が異なる場合があります。これらの原子は同位体と呼ばれます。

特定の元素の同位体は安定でも不安定でもよい。不安定な同位体は安定な形を得るために放射性崩壊を受けるかもしれません。最も一般的な同位体のいくつかを以下に示します。

水素(H)

水素の原子番号は1です。したがって、プロトン1個で構成されています。水素の3つの一般的な同位体があります。それらはプロチウム、重水素、そしてトリチウムです。プロチウムには中性子がありません。重水素には中性子が1つあり、トリチウムには中性子が2つあります。


図03:水素の同位体

ヘリウム

ヘリウムは2つの陽子で構成されています。ヘリウムの天然に存在する同位体は、1個の中性子または2個の中性子を有する。


図04ヘリウムの同位体

炭素

炭素原子は同位体形態でも存在する。炭素の最も一般的な同位体は6個の中性子で構成されています。いくつかの炭素同位体は7か8中性子を持っています。

同素体と同位体の違い

定義

同素体: 同素体は、同じ化学元素の異なる形態であり、同じ物理的状態で安定しています。

同位体: 同位体は同じ化学元素の原子構造の異なる形式です。

自然

同素体: 同素体は分子構造を表します。

同位体: 同位体は原子構造を表します。

質量

同素体: 同素体のモル質量は互いに等しくても異なっていてもよい。

同位体: 同位体の原子番号は同じですが、原子量は異なります。

豊富

同素体: 同素体はすべての化学元素に含まれているわけではありません。

同位体: 同位体は、ほとんどすべての元素に見られます。

化学的特性

同素体: 同素体の化学的性質は互いに異なります。

同位体: 同位体の化学的性質は、同数の電子が存在するために類似しています。

安定

同素体: 同素体は天然に見られる安定な分子です。

同位体: いくつかの同位体は安定していますが、他のものは不安定です。

結論

同素体も同位体も、特定の化学元素のさまざまな形態を指します。同素体は分子構造の違いを説明します。同位体は原子構造の違いを説明します。これが同素体と同位体の主な違いです。同素体は、それらの特性において非常にわずかな違いまたは大きな違いのどちらかを持つことができます。しかし、ほとんどの同位体は他の特性よりもむしろそれらの安定性によって互いに異なっています。同位体は同じ数の電子を持っているので、同位体の化学的性質は同じになります。ほとんどすべての化学的性質は電子の数と配置に依存しています。

参考文献:

1.Helmenstine、Anne Marie。同位体とは何ですか?定義と例。」 N.p.、n.d.ウェブ。