Konu anlatımı
Atomları ve iyonları karşılaştırırken hangi sayının ortak olduğuna bakarız: proton mu, nötron mu, kütle numarası mı, elektron mu? Her ortaklığın bir adı vardır. Bu alt başlıkta dört kavramı, örneklerini ve bu taneciklerin özelliklerinin aynı mı farklı mı olduğunu göreceksin.
İzotop atomlar
Proton sayıları aynı, nötron sayıları ve dolayısıyla kütle numaraları farklı atomlara izotop denir. İzotoplar aynı elementin atomlarıdır: hidrojenin ¹H, ²H (döteryum) ve ³H (trityum), karbonun ¹²C, ¹³C ve ¹⁴C, klorun ³⁵Cl ve ³⁷Cl izotopları vardır. Nötr izotop atomların elektron sayıları ve dizilimleri aynı olduğu için kimyasal özellikleri aynıdır; kütle ve özkütle gibi kütleye bağlı fiziksel özellikleri ise farklıdır. İzotoplardan biri iyon hâlindeyse elektron sayıları farklı olacağı için kimyasal özellikleri de farklıdır. Doğadaki elementlerin çoğu birkaç izotopun karışımıdır; TYT'de izotopların bolluklarından ortalama atom kütlesi hesaplanmaz.
İzoton ve izobar atomlar
Nötron sayıları aynı, proton sayıları farklı atomlara izoton denir: ¹⁴₆C, ¹⁵₇N ve ¹⁶₈O atomlarının her birinde 8 nötron vardır. Kütle numaraları aynı, proton sayıları farklı atomlara izobar denir: ¹⁴₆C ile ¹⁴₇N ve ⁴⁰₁₈Ar, ⁴⁰₁₉K ile ⁴⁰₂₀Ca izobardır. İzoton ve izobar atomların proton sayıları farklı olduğu için bunlar farklı elementlere aittir; bu yüzden hem fiziksel hem kimyasal özellikleri farklıdır.
İzoelektronik tanecikler
Elektron sayıları ve elektron dizilimleri aynı olan taneciklere izoelektronik denir. N³⁻, O²⁻, F⁻, Ne, Na⁺, Mg²⁺ ve Al³⁺ taneciklerinin her birinde 10 elektron vardır ve dağılımları neonunki gibi 2) 8) biçimindedir. S²⁻, Cl⁻, Ar, K⁺ ve Ca²⁺ taneciklerinin her birinde ise 18 elektron vardır. İzoelektronik taneciklerin proton sayıları farklı olabileceği için bunlar farklı elementlere ait olabilir.
Kısa karşılaştırma
Dört kavramı şu biçimde ayırt edebilirsin:
- İzotop: proton sayısı aynı, nötron sayısı farklı; aynı element
- İzoton: nötron sayısı aynı, proton sayısı farklı; farklı elementler
- İzobar: kütle numarası aynı, proton sayısı farklı; farklı elementler
- İzoelektronik: elektron sayısı ve dizilimi aynı
Çözümlü örnekler
Örnek 1. ¹²₆C, ¹⁴₆C, ¹⁴₇N, ¹⁵₇N ve ¹⁶₈O atomlarını izotop, izobar ve izoton olarak eşleştiriniz.
Çözüm. Proton sayısı aynı olan ¹²C ile ¹⁴C ve ¹⁴N ile ¹⁵N izotoptur. Kütle numarası aynı olan ¹⁴C ile ¹⁴N izobardır. Nötron sayıları ¹⁴C için 14 − 6 = 8, ¹⁵N için 15 − 7 = 8 ve ¹⁶O için 16 − 8 = 8 olduğundan bu üç atom birbirinin izotonudur. ¹²C atomunda 6, ¹⁴N atomunda 7 nötron vardır.
Örnek 2. ³⁵₁₇Cl atomu ile ³⁷₁₇Cl⁻ iyonunun kimyasal özellikleri aynı mıdır? Tanecik sayılarını karşılaştırınız.
Çözüm. İki taneciğin proton sayısı 17'dir; ikisi de klorun taneciğidir ve kütle numaraları farklı olduğu için izotop çekirdeklere sahiptir. ³⁵Cl atomunda 18 nötron ve 17 elektron, ³⁷Cl⁻ iyonunda 20 nötron ve 18 elektron vardır. Elektron sayıları farklı olduğu için kimyasal özellikleri farklıdır; kimyasal özelliklerin aynı olması için iki taneciğin de nötr atom olması gerekir.
Sık yapılan hatalar
- İzotopların bütün özelliklerinin aynı olduğunu sanmak; yalnızca nötr izotop atomların kimyasal özellikleri aynıdır.
- İzobar atomları aynı element sanmak; proton sayıları farklı olduğu için farklı elementlerdir.
- Yalnızca elektron sayısına bakıp izoelektronik demek; elektron dizilimlerinin de aynı olması gerekir.
- İzotop: aynı proton. İzoton: aynı nötron. İzobar: aynı kütle numarası.
- Nötr izotopların kimyasal özellikleri aynı, fiziksel özellikleri farklıdır.
- 10 elektronlu: N³⁻, O²⁻, F⁻, Ne, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺; 18 elektronlu: S²⁻, Cl⁻, Ar, K⁺, Ca²⁺.