Allotrope:
Allotrope beziehen sich auf die verschiedenen physikalischen Formen eines Elements, die sich im gleichen physikalischen Zustand befinden (fest, flüssig oder gasförmig). Diese physikalischen Formen unterscheiden sich voneinander in der Bindungsanordnung von Atomen innerhalb des Moleküls; unterscheiden sich auch in physikalischen Eigenschaften und manchmal in chemischen Eigenschaften. Allotrope bestehen nur aus einer Art von Atomen, da sie die verschiedenen Formen desselben Elements sind. Allotrope treten im Allgemeinen nur bei bestimmten Elementen bestimmter Gruppen des Periodensystems auf.
Beispiele:
- Diamant, Graphit und Fullerene sind Allotrope von Kohlenstoff.
- (O 2 )-Dioxid, (O 3 )-Ozon sind Allotrope von Sauerstoff.
- Weißer Phosphor, roter Phosphor, violetter Phosphor und schwarzer Phosphor sind Allotrope des Phosphors.
- Plastischer (amorpher) Schwefel, rhombischer Schwefel und monokliner Schwefel sind Allotrope von Schwefel.
- Amorphes Bor und kristallines Bor sind Allotrope von Bor.
- Amorphes Silizium und kristallines Silizium sind Allotrope von Silikon.
Isomere:
Isomere beziehen sich auf organische Verbindungen, die die gleiche Summenformel, aber unterschiedliche Strukturformeln oder unterschiedliche Strukturen haben. Sie enthalten die gleiche Anzahl von Atomen jedes Elements, haben aber unterschiedliche Anordnungen ihrer Atome. Mit anderen Worten, die organischen Verbindungen mit der gleichen Summenformel, aber einer unterschiedlichen Atomanordnung werden als Isomere bezeichnet. Dieses Phänomen ist als Isomerie bekannt und es gibt zwei Arten: strukturelle Isomerie und Stereoisomerie.
Strukturisomerie: Bei der Strukturisomerie oder den Isomeren haben die Verbindungen die gleiche Summenformel, unterscheiden sich jedoch in der Strukturformel. Es wird in 6 Typen eingeteilt:
- Kettenisomerie: Die Isomere haben die gleiche Summenformel, unterscheiden sich aber in der Bindungsanordnung der Kohlenstoffatome, z. B. Butan und 2-Methylpropan
- Positionsisomerie: Die Isomere haben das gleiche Kohlenstoffgerüst oder die gleiche Summenformel, unterscheiden sich aber in der Position der funktionellen Gruppe, zB Butanisomere: But-1-en und But-2-en.
- Funktionelle Isomerie: Die Isomere haben die gleiche Summenformel, unterscheiden sich aber in der Art der funktionellen Gruppe, z. B. Ethanol und Dimethylether.
- Metamerie-Isomerie: Die Isomere haben die gleiche Summenformel, unterscheiden sich aber in der Art der Alkylgruppen, die an die gleiche funktionelle Gruppe gebunden sind, z. B. Diethylether und Methylpropylether.
- Tautomerie Isomerie: Die Isomere haben die gleiche Summenformel und stehen im dynamischen Gleichgewicht miteinander, zB Nitroethan und Isonitroethan.
Stereoisomerie: Bei dieser Art von Isomerie haben die Verbindungen die gleiche Struktur- und Summenformel, aber sie unterscheiden sich in der räumlichen Anordnung von Atomen oder Gruppen im Raum. Es gibt zwei Arten:
- Geometrische oder Cis-Trans-Isomerie: Die Isomere haben die gleiche Summenformel, unterscheiden sich aber in der räumlichen Anordnung von Atomen oder Gruppen um die Kohlenstoffatome (C=C). Es gibt außerdem zwei Arten: cis-Isomere (gleiche Gruppen befinden sich auf der gleichen Seite) und trans-Isomere (gleiche Gruppen befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten). Beispielsweise sind cis-2-Buten und trans-2-Buten cis- bzw. trans-Isomere.
- Optische Isomerie: Die Isomere haben die gleiche Summenformel und sind nicht überlagerbare Spiegelbilder voneinander. Solche Isomere sind als Enantiomere bekannt, z. B. D-Alanin und L-Alanin.
Basierend auf den obigen Informationen sind einige der wichtigsten Unterschiede zwischen Allotropen und Isomeren wie folgt:
| Allotrope | Isomere |
|---|---|
| Die verschiedenen physikalischen Formen desselben Elements im selben physikalischen Zustand mit unterschiedlichen Bindungsanordnungen zwischen Atomen und physikalischen Eigenschaften. | Die Verbindungen haben die gleiche Summenformel, aber unterschiedliche Strukturformeln. |
| Sie haben eine unterschiedliche Anzahl von Atomen, zB o 2 , o 3 | Sie haben die gleiche Atomzahl, z. B. But-1-en (C 4 H 8 ) und But-2-en (C 4 H 8 ) |
| Sie bestehen aus demselben Element, zB o 2 , o 3 | Zusammengesetzt aus verschiedenen Elementen, zB But-1-en (C 4 H 8 ) und But-2-en (C 4 H 8 ). |
| Dasselbe Element mit unterschiedlichen chemischen Formeln. | Verschiedene Elemente mit derselben chemischen Formel. |
| Haben immer unterschiedliche Strukturen. | Kann ähnliche oder unterschiedliche Strukturen haben. |
| Beobachtet in Metallen, Nichtmetallen und Halbmetallen | Isomerie wird in organischen (Kohlenwasserstoff) und anorganischen Molekülen beobachtet. |
| Typen: Metallallotrope, Nichtmetallallotrope und Halbmetallallotrope | Typen: Strukturisomere und Stereoisomere |
