İzotop, izoton, izobar, allotrop ve izoelektronik
Bir izotop, çekirdeğinde aynı sayıda protona veya aynı atom numarasına sahip, ancak çekirdekte farklı sayıda nötrona sahip olan herhangi bir kimyasal element şeklidir. Sonuç, aynı elementin iki izotopunun farklı atom ağırlıklarına veya moleküler kütlelere sahip olmasıdır.
Başka bir deyişle, bir izotop, kimyasal olarak aynı olan bir veya iki veya daha fazla nükliddir. İzotopların proton sayıları aynıdır ancak kütle sayıları farklıdır. Çekirdekleri farklı sayıda nötron içerir.
İzotoplar, atomlarında farklı sayıda nötron barındıran bir elementin örnekleri olarak bilinirler.
Bir elementin farklı tür izotopları için proton sayısı farklılık göstermez.
Tüm izotoplar radyoaktif değildir. Kararlı izotoplar ya asla bozunmaz ya da çok yavaş bozunur. Radyoaktif izotoplar bozunur.
Bir izotop bozunduğunda, başlangıç malzemesi ana izotoptur. Ortaya çıkan malzeme, kızı izotoptur.
İzotonlar aynı nötron sayısına sahip nüklidlerdir ve bu nedenle proton sayıları farklı olması gerektiğinden farklı elementlerdir. Bu nedenle izotonlar farklı kimyasal elementler olmalıdır. Örneğin, her iki çekirdek de 7 nötron içerdiğinden karbon – 13 ve bor – 12 izotondur. İzoton adı, izotop taki p nin proton için p yerine nötron için n olarak değiştirilmesiyle izotop adından türetilmiştir.
İzobar, kimyasal özellikleri farklı olan ancak benzer fiziksel özelliklere sahip bir elementtir. Dolayısıyla izobarların atom numarası farklı fakat kütle numarası aynı olan elementler olduğunu söyleyebiliriz. Ayrıca elektron sayısında bir fark olduğu için farklı bir kimyasal özelliğe sahiptirler. Bir izobar aynı atom kütlesini ancak farklı bir atom numarasını içerir çünkü eklenen nötron sayısı nükleon sayısını telafi eder.
İki izotop ve izobar örneği nikel ve demirdir. Bunların her ikisi de aynı kütle numarasına sahiptir, yani 58’dir, oysa nikelin atom numarası 28 ve demirin atom numarası 26’dır.
Renkleri ve fiziksel görünümleri aynı gibi görünen ve aralarında ayrım yapamadığımız 2 şeye bir örnek verelim. Ancak bu ikisinin ağırlığını ölçtüğümüzde arada bir fark buluyoruz. İzotop kavramını bu örnekle ilişkilendirebiliriz.
İki veya daha fazla moleküler varlık, aynı sayıda değerlik elektronuna ve aynı yapıya sahipse izoelektronik olarak tanımlanır, yani atomların sayısı ve bağlanabilirliği, ancak ilgili elementlerin bazılarında farklılık gösterir.
Elementler, sıcaklık, basınç ve hatta ışığa maruz kalmadaki değişikliklere yanıt olarak bir allotroptan diğerine dönüşür. Allotroplar genellikle kendiliğinden oluşur. Genellikle, bir çözeltiden veya eriyikten kristalleşen ilk katı allotrop, en az kararlı olanıdır. Bu fenomene Ostwald kuralı veya Ostwald’ın adım kuralı denir.
Allotroplar birbirinden farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir. Örnek vermek gerekirse; elmas – grafit ikisi de bir tür karbon allotropudur. Ama görünüşleri aynı değildir, sertlikleri bambaşkadır, erime sıcaklıkları değişir, kaynama noktaları da birbirinden bağımsızdır.
Bazı element allotropları farklı moleküler formüllere sahiptir. Örnek olarak, dioksijen (O 2 ) ve ozon (O 3 ) katı, sıvı ve gaz fazlarında ayrı allotroplar olarak bulunur. Kimi elementlerin katı formanda birden çok allotropu bulunur ama sıvı ve gaz formu da yer alır.
Çoğu (muhtemelen tüm) elementlerin allotropları vardır. En fazla allotropa sahip elementler, çoklu oksidasyon durumlarına sahip olanlardır. Ametallerin allotropları en fazla bilinenlerdendir, zira ametaller renkleri gösterebilirler. Ancak metaloidler ve metaller de allotropları oluşturur.
İşte farklı elementlerin allotroplarının bazı örnekleri. Araştırmacıların, özellikle yüksek basınç altında oluşanlar olmak üzere, her zaman yeni allotroplar keşfettiğini unutmayın.