allotropen zijn verschillende structurele modificaties van een element terwijl isomeren zijn chemische verbindingen die dezelfde moleculaire formule hebben maar verschillende structuurformules hebben.
Bepaalde elementen kunnen in twee of meer verschillende vormen bestaan. Deze vormen worden genoemd allotropen waarin de atomen van het element op een andere manier aan elkaar zijn gebonden. Bijvoorbeeld, dioxygen (O2), ozon (O3), tetraoxygen (O4) en octaoxygen (O8) zijn allotropen van zuurstof. Een ander voorbeeld is koolstof waarvan de allotropen grafiet en diamant omvatten. Kortom, allotropen bevatten hetzelfde element (dezelfde atomen) die op verschillende manieren aan elkaar binden om verschillende moleculaire structuren te produceren.
In tegenstelling tot, isomeren zijn verbindingen (zie Elements vs. Compounds) die dezelfde moleculaire formule hebben maar verschillende structuurformules hebben. Isomeren delen hun chemische eigenschappen niet tenzij ze tot dezelfde functionele groep behoren. Propanol heeft bijvoorbeeld de formule C3H8O (of C3H7OH) en komt voor als twee isomeren: propaan-1-ol (n-propylalcohol; ik) en propaan-2-ol (isopropylalcohol; II). Het verschil tussen de twee isomeren ligt in de positie van het zuurstofatoom: het is gebonden aan een eindkoolstof in propaan-1-ol, en aan het centrumkoolstof in propan-2-ol. Er is een derde isomeer van C3H8O wiens eigenschappen zo verschillend zijn dat het geen alcohol is (zoals propanol) maar een ether. Methoxyethaan (methylethylether; III), heeft dit isomeer een zuurstof die is verbonden met twee koolstofatomen in plaats van één koolstof en één waterstof.
allotropen | isomeren | |
---|---|---|
Definitie | Allotropen zijn verschillende structurele modificaties van een element. Bijvoorbeeld O en O2 | Isomeren zijn chemische verbindingen die dezelfde moleculaire formule hebben maar verschillende structuurformules hebben. |
Voorbeelden | Diamant, grafiet enz. | 2-methylpropaan-1-ol en 2-methylpropaan-2-ol. |
Zowel allotropie als isomerie waren begrippen die werden voorgesteld door de Zweedse wetenschapper Jöns Jakob Berzelius. Hij stelde het concept voor allotropy in 1841. Na de aanvaarding van de hypothese van Avogadro in 1860 werd begrepen dat elementen konden bestaan als polyatomaire moleculen, en de twee allotropen van zuurstof werden herkend als O2 en O3. In het begin van de 20e eeuw werd erkend dat andere gevallen zoals koolstof te wijten waren aan verschillen in kristalstructuur.
Isomerisme werd voor het eerst opgemerkt in 1827, toen Friedrich Woehler cyaninezuur bereide en merkte op dat hoewel de elementaire samenstelling identiek was aan fulmininezuur (bereid door Justus von Liebig het jaar daarvoor), de eigenschappen ervan nogal verschillend waren. Deze bevinding daagde het heersende chemische begrip van de tijd uit, waarin werd gesteld dat chemische verbindingen alleen anders konden zijn wanneer ze verschillende elementaire samenstellingen hadden. Nadat aanvullende ontdekkingen van dezelfde soort werden gedaan, zoals de ontdekking van Woehler 1828 dat ureum dezelfde atoomsamenstelling had als het chemisch onderscheiden ammoniumcyanaat, introduceerde Jöns Jakob Berzelius de term isomerie om het fenomeen te beschrijven.
Verschillende klassen van isomeren omvatten stereoisomeren, enantiomeren en geometrische isomeren.
Soorten isomeren