La differenza fondamentale tra isoelettronica e isosteri è che le specie chimiche isoelettroniche hanno configurazioni elettroniche simili mentre gli isosteri sono specie chimiche con dimensioni simili, lo stesso numero di atomi ed elettroni di valenza.
Il prefisso “iso-” significa che due o più specie chimiche hanno la stessa caratteristica. Le specie isoelettroniche e gli isosteri sono due di questi tipi di caratteristiche. Tuttavia, questi due termini sono diversi l'uno dall' altro, a seconda della caratteristica che si ritiene venga confrontata tra due o più specie chimiche.
Cos'è Isoelectronic?
Il termine isoelettronico si riferisce all'avere lo stesso numero di elettroni o la stessa configurazione elettronica. Le specie chimiche che stiamo considerando in questo contesto includono atomi, ioni o molecole. Queste specie chimiche dovrebbero avere la stessa struttura elettronica dello stesso numero di elettroni di valenza per poterle nominare come specie isoelettroniche. In altre parole, questo termine si riferisce alla caratteristica "uguale elettrico" o "eguale carica". Tipicamente, queste specie chimiche mostrano anche proprietà chimiche simili perché le proprietà chimiche delle specie chimiche sono determinate dalla configurazione elettronica delle specie chimiche.
Quando si considerano alcuni esempi di specie chimiche isoelettroniche, un esempio comune sarebbe l'atomo He e lo ione Li+ (catione di litio) in cui entrambe le specie chimiche hanno due elettroni nei loro atomi/ioni. Allo stesso modo, K+ (catione di potassio) e Ca+2 (catione di calcio) sono isoelettronici poiché entrambi questi cationi hanno la configurazione elettronica [Ne]4s1. Oltre agli atomi/ioni, possiamo anche fornire alcuni esempi di molecole che sono isoelettroniche tra loro, tra cui la molecola di monossido di carbonio e la molecola di azoto gassoso.
Figura 01: Esempi di molecole isoelettroniche
Il concetto di natura isoelettronica delle specie chimiche è utile per prevedere le proprietà e le reazioni di una specie chimica. Possiamo usare questa caratteristica per identificare atomi simili all'idrogeno che hanno un elettrone di valenza e quindi sono isoelettronici all'idrogeno. Inoltre, possiamo applicare questo concetto per identificare composti sconosciuti o rari a seconda della loro somiglianza elettronica con una specie chimica nota/comune.
Cosa sono le isostere?
Il termine isostere si riferisce a specie chimiche aventi una dimensione simile, lo stesso numero di atomi e lo stesso numero di elettroni di valenza. Le specie chimiche che stiamo considerando in questo contesto sono molecole o ioni. Ad esempio, il benzene e il tiofene sono molecole isosteriche. Generalmente, le molecole isosteriche hanno la stessa forma a causa della loro identica disposizione elettronica. Spesso queste specie chimiche hanno anche proprietà elettroniche simili. Il concetto di isosteres fu sviluppato per la prima volta da Irving Langmuir nel 1919. Successivamente fu modificato da Grimm.
Qual è la differenza tra isoelettronica e isosteres?
La differenza chiave tra isoelettronica e isosteri è che le specie chimiche isoelettroniche hanno configurazioni elettroniche simili mentre gli isosteri sono specie chimiche con dimensioni simili, lo stesso numero di atomi ed elettroni di valenza. Inoltre, gli isoelettronici descrivono atomi, ioni o molecole mentre gli isosteri descrivono ioni o molecole. Ad esempio, il gas di monossido di carbonio e il gas di azoto sono isoelettronici tra loro mentre il benzene e il tiofene sono isosteri.
La seguente infografica riassume le differenze tra isoelettronica e isostere in forma tabellare per il confronto fianco a fianco.
Riepilogo – Isoelettronica vs Isosteres
Il termine isoelettronico è diverso dal termine isosteres perché descrivono due diverse caratteristiche delle specie chimiche. Il differenza fondamentale tra isoelettronico e isostere è quello le specie chimiche isoelettroniche hanno configurazioni elettroniche simili mentre gli isosteri sono specie chimiche con dimensioni simili, lo stesso numero di atomi ed elettroni di valenza.
