等電点化合物と等電点化合物の大きな違いは、等電点化合物は電子配置が似ていること、等電点化合物は大きさが似ていて原子番号と価電子が同じ化合物であることである。

接頭辞 "iso-"は、2つ以上の化学物質が同じ性質を持つことを示す。等電子種と等電子異性体の2つがその特徴である。しかし、この2つの用語は、2つ以上の化学種間で比較されると考えられる特性によって、互いに異なっている。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 等電子とは 3. イソステアとは 4. 横並び比較 - 表形式での等電子とアイソステア 5. まとめ

アイソエレクトロニックは何ですか？

等電子とは、同じ数の電子を持つこと、または同じ電子配置を持つことを意味します。ここでいう化学種とは、原子、イオン、分子などのことである。これらの化学種が等電子種と呼ばれるためには、同じ電子構造を持ち、同じ数の価電子を持つ必要がある。つまり、「等電子」または「等電子」特性を指す言葉である。通常、化学種の化学的性質は化学種の電子配置によって決定されるため、これらの化学種も類似の化学的性質を示す。

等電子化学種の例として、He原子とLi+（リチウムカチオン）イオンがよく挙げられますが、どちらの化学種も原子／イオンに2個の電子を持っています。同様に、K+（カリウムイオン）とCa+2（カルシウムイオン）は、どちらの陽イオンも[Ne]4s1の電子配置を持つため、等電子的である。原子・イオン以外にも、一酸化炭素分子や窒素分子など、互いに等しい電子を持つ分子の例をいくつか挙げることができる。

図01：等電子分子の例

化学種の等電子性の概念は、化学種の性質や反応の予測に役立つ。この特徴を利用して、水素に似た原子で、価電子を持ち、水素と等電子である原子を特定することができる。また、この考え方を応用して、既知・共通化学種との電子的類似性から未知・希少化合物を同定することも可能である。

イソステアは何ですか？

同型物質とは、大きさが似ていて、原子番号が同じで、価電子数が同じである化学物質のことです。ここでいう化学物質とは、分子やイオンのことである。例えば、ベンゼンとチオフェンは異性体分子である。一般に異性体分子は、電子の配置が同じなので、同じ形をしている。1919年にIrving Langmuirがアイソストラクチャーという概念を初めて提唱した。その後、グリーンによって改良された。

アイソエレクトロニックとアイソステアの違い

等電点化合物と等電点化合物の大きな違いは、等電点化合物が電子配置が似ているのに対して、等電点化合物は大きさや原子番号、価電子が同じである化合物であることである。また、等電子構造では原子、イオン、分子を、等電子構造ではイオン、分子を表現する。例えば、一酸化炭素ガスと窒素は等電子的であり、ベンゼンとチオフェンは等電子的である。

次のインフォグラフィックは、アイソとイソの違いを表形式でまとめ、並べて比較できるようにしたものです。

概要 - アイソエレクトロニック vs. アイソステア

等電点という用語は、同族体という用語と異なり、化学種の2つの異なる特性を表す。等電点化合物と等電点化合物の大きな違いは、等電点化合物は電子配置が似ていること、等電点化合物は大きさが似ていて原子番号や価電子が同じ化合物であることである。

引用

1 Hermann Steen, Anne-Marie. "et al. e-definition", ThoughtCo, 28 August 2020, available here.