同位体との大きな違いは、同位体が分子レベルで考えられているのに対し、同位体は原子レベルで考えられていることである。

原子番号によると、周期表には約118の元素が存在する。元素とは、単一の原子からなる化学物質であり、したがって純粋である。同位体は同じ化合物の異なる形態であり、同位体は同じ元素の異なる形態である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 同位体とは 3. 同位体とは 4. 並置と比較-同位体・同位体の表形式 5. まとめ

アロートロープは何ですか？

同じ分子レベルの異性体は異なる。それぞれ異なる物性を示す。化学元素のうち、炭素、酸素、硫黄、リンは異性体を持つ主な元素である。炭素には多くの異性体が存在する。炭素の8つの異性体は、互いに大きく異なる。例えば、ダイヤモンドは炭素の中で最も強い異性体であり、グラファイトはそれほど強くはない。カーボンナノチューブ、フラーレン、アモルファスカーボンは、その他の炭素の異性体である。

図1：炭素の異性体

酸素にはO2とO3の2つの異性体があり、O2の方がO3より多く存在する。通常、自然界では、ある異性体は安定であるため、他の異性体よりも多く存在する。リンは、赤リン、白リン、黒リンの3つの異性体があります。このうち、赤リンと白リンが代表的なものである。異性体は、原子の配置や数などによって異なる。

アイソトープは何ですか？

同位体とは、同じ化学元素の原子が異なる形で存在することです。中性子の数が違うので、互いに異なる。中性子の数が異なるため、質量数も異なる。

ただし、同じ元素の同位体は、陽子と中性子の数が同じである。同位体によって存在する量が異なるので、相対的存在量と呼ばれる割合で表すことができます。例えば、水素には、プルトニウム、重水素、トリチウムの3つの同位体があります。その中性子数および相対量は以下の通りである。

図2：化学元素「水素」の同位体の違い

原子核が保持できる中性子の数は、元素によって異なる。これらの同位体のうち、安定なのは一部だけである。例えば、酸素には3つの安定同位体があり、スズには10の安定同位体があります。ほとんどの場合、単純な元素は中性子と陽子の数が同じである。しかし、重い元素では、陽子よりも中性子の方が多いのです。中性子の数は、原子核の安定性のバランスをとるために重要である。原子核が重すぎると不安定になるため、放射性物質となる。例えば、238Uは放射線を出し、より小さな原子核に崩壊する。同位体は質量が異なるため、異なる性質を持つことがあります。例えば、スピンが異なるため、NMRスペクトルが異なることがあります。しかし、電子数が似ているため、同じような化学的挙動を示す。

同位体とアイソトープの違い

同じ分子レベルの同位体は異なる。同位体とは、同じ化学元素の原子が異なる形で存在することです。異性体と同位体の大きな違いは、異性体が分子レベルで考えられているのに対し、同位体は原子レベルで考えられていることである。さらに、同位体とのもう一つの違いは、同位体は原子配列が異なるのに対して、同位体は中性子数が異なることです。

同位体と同位体の違いについては、以下のインフォグラフィックで詳しく説明しています。

概要 - 同位体 vs. アイソトープ

異性体と同位体という言葉は似ているように聞こえるが、その意味するところは明確に異なっている。同位体との大きな違いは、同位体が分子レベルで考えられているのに対し、同位体は原子レベルで考えられていることである。

引用

1Helmenstine, Anne Marie, "Definition and examples of isotopes", ThoughtCo, 13 January 2019, available here.Helmenstine, Anne Marie, "Isotope definitions and examples in chemistry", ThoughtCo, 22 October 2018, available here.2Helmenstine, Anne Marie, "Isotope definitions and examples in chemistry" （同位体の定義と化学における例Isotopes Definition and Examples", ThoughtCo, 22 October 2018, available here.2Helmenstine, Anne Marie, "Isotope Definition and Examples in Chemistry", ThoughtCo, 22 October 201810月22日