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Anche se la lezione di chimica della decima elementare potrebbe essere stata una festa del pisolino, c’erano preziose informazioni su cui potresti aver guardato. E a seconda di quanto tempo è passato dall’ultima volta che eri al liceo, potresti semplicemente non ricordare tutto. Voglio dire, chi ha davvero bisogno di ricordare la tavola periodica? Stavo solo scherzando. Rimani a scuola.
Ma l’apprendimento di allotropi e isomeri può essere applicato a molti campi di carriera, dall’ingegneria all’industria farmaceutica. In altre parole, conoscere cosa sono e le differenze tra i due può essere importante, soprattutto se stai cercando di superare la chimica di 10a elementare. Scopri tutto quello che c’è da sapere sugli allotropi rispetto agli isomeri, comprese le loro principali differenze, come identificarli ed esempi di ciascuno.
Cos’è un allotropo?
E mentre sono lo stesso elemento, gli allotropi hanno proprietà diverse, sia chimiche che fisiche. Gli allotropi possono apparire diversi, sentirsi diversi e reagire in modo diverso alla temperatura e ad altri stimoli.
©Danijela Maksimovic/Shutterstock.com
Gli allotropi sono forme diverse dello stesso elemento. Gli atomi possono legarsi tra loro in modi diversi, il che significa che gli elementi chimici possono avere strutture diverse. La parola stessa “allotropia” deriva dalla parola greca “allotropia”, che significa variabilità e mutevolezza.
Quando un elemento subisce una trasformazione, alterata dalla pressione, dalla temperatura o dall’esposizione alla luce, cambia da un allotropo all’altro.
E mentre sono lo stesso elemento, gli allotropi hanno proprietà diverse, sia chimiche che fisiche. Gli allotropi possono apparire diversi, sentirsi diversi e reagire in modo diverso alla temperatura e ad altri stimoli.
La maggior parte degli elementi presenta allotropi, ma i non metalli sono i più noti.
Esempi di un allotropo
Possono esserci allotropi per molti elementi, come carbonio, ossigeno, fosforo, stagno, arsenico e ferro.
Esempi di allotropi del carbonio includono grafite, diamante, fullereni, grafene e nanotubuli. Questi allotropi sono diverse strutture di carbonio. Sono lo stesso elemento. Ma i diamanti sono lucenti, forti e non conducono l’elettricità. Mentre la grafite è nera, può condurre elettricità e non è forte come un diamante.
Esempi di allotropi del carbonio includono grafite (sopra), diamante, fullereni, grafene e nanotubuli. Questi allotropi sono diverse strutture di carbonio.
©MMPHOTO/Shutterstock.com
Di cosa sono fatti gli allotropi?
Gli allotropi sono diverse forme di un elemento. Ogni allotropo ha una diversa proprietà chimica e fisica dovuta alla disposizione degli atomi di carbonio all’interno della struttura. I diamanti sono strutture cristalline con i loro atomi di carbonio legati covalentemente ad altri quattro atomi di carbonio. E la grafite presenta anelli di sei atomi di carbonio in fogli orizzontali.
Quali sono gli allotropi primari del carbonio?
- Diamante
- Grafite
- Grafene
- Buckminsterfullerene
Cos’è un isomero?
Gli isomeri sono composti chimici con le stesse parti ma non sono uguali.
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Gli isomeri sono molecole che hanno gli stessi atomi esatti con la stessa quantità ma differiscono nelle loro proprietà chimiche e nell’aspetto fisico. Le molecole sono un gruppo di atomi legati insieme. Quando i composti hanno la stessa formula molecolare ma strutture diverse, sono isomeri. In altre parole, sono composti chimici con le stesse parti ma non uguali.
Tipi di isomeri
Esistono due categorie principali di isomeri: isomeri strutturali e stereoisomeri. Gli isomeri strutturali presentano la stessa formula chimica ma una diversa disposizione dei loro atomi. Considerando che anche gli stereoisomeri hanno la stessa formula chimica, ma la loro disposizione atomica è la stessa. Anche gli stereoisomeri hanno diverse disposizioni spaziali.
Esempi di un isomero
L’1-esano è un liquido trasparente, incolore e infiammabile con un odore di petrolio. Ha una formula di sei atomi di carbonio e 12 idrogeni ed è utilizzato in carburanti, aromi, profumi, resine plastiche e coloranti.
Il cicloesano è anche un liquido incolore e infiammabile con una formula di sei atomi di carbonio e 12 idrogeni. Ha un odore simile a quello di un detergente e viene utilizzato per produrre nylon, sverniciatori e altri prodotti chimici.
Entrambi contengono sei atomi di carbonio e dodici idrogeni, ma la struttura delle loro molecole è diversa. L’1-esano è un idrocarburo a catena lineare, mentre il cicloesano è un idrocarburo ad anello.
1-esano e cicloesano contengono sei atomi di carbonio e dodici idrogeni, ma la struttura delle loro molecole è diversa
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Come vengono utilizzati gli isomeri nella vita di tutti i giorni?
Gli isomeri sono importanti nella chimica dell’inquinamento, nella nutrizione e nell’industria farmaceutica (medicina). L’isomerismo è essenziale per lo sviluppo di farmaci più sicuri ed efficaci sia per i farmaci nuovi che per quelli esistenti.
Allotropi vs. Isomeri: differenze chiave
Usa questa comoda tabella per una rapida occhiata alle differenze tra allotropi e isomeri.
| Confronto |
Allotropi |
Isomeri |
| Definizione |
Forme diverse dello stesso elemento. |
Composti chimici con la stessa formula molecolare ma diverse proprietà chimiche e fisiche |
| Atomi |
Diverse quantità di atomi |
La stessa quantità di atomi |
| elementi |
Lo stesso elemento |
Elementi diversi |
| Struttura |
Sono strutture sempre diverse |
Può avere strutture simili o diverse |
| Esempio |
Diamanti e grafite |
1-esano e cicloesano |
L’apprendimento di allotropi e isomeri può essere applicato a molti campi di carriera, dall’ingegneria all’industria farmaceutica.
