Los isótopos son átomos de un mismo elemento, pero con diferente número de neutrones en su núcleo; por lo tanto su masa atómica es distinta (uno es más pesado que otro). Por ejemplo, hay átomos de carbono con 6 neutrones (carbono-12 más ligero) y hay átomos de carbono con 8 neutrones (carbono-14 más pesado). Entonces, el carbono-12 y el carbono-14 son isótopos.
Los isótopos tienen las mismas propiedades químicas (reaccionan de la misma forma con otras sustancias), pero algunas de sus propiedades físicas (como la densidad) difieren. La principal diferencia entre los isótopos es que algunos son radiactivos y otros no. Por ejemplo, el carbono-14 es radiactivo, en tanto que el carbono-12 no lo es.
Por otra parte, los alótropos son átomos de un mismo elemento, pero difieren en la forma de agruparse. Por ejemplo, el carbono puede encontrarse en forma de grafito o de diamante. Es decir, tanto el grafito como el diamante están formados por átomos de carbono, pero ordenados de manera distinta. En el grafito los átomos de carbono se unen formando capas de hexágonos, mientras que en el diamante los átomos de carbono se unen formando pirámides triangulares (tetraedros). Entonces, el grafito y el diamante son alótropos.
Los alótropos tienen las mismas propiedades químicas (reaccionan de la misma forma con otras sustancias), pero sus propiedades físicas son muy diferentes. Por ejemplo, el grafito es un sólido oscuro, blando, conductor de la electricidad; en cambio el diamante es un sólido cristalino, extremadamente duro, aislante de la electricidad,
Finalmente, los isómeros son moléculas formadas por los mismos átomos, pero difieren en el modo en que sus átomos se enlazan entre sí. Por ejemplo las moléculas del alcohol etílico y del éter dimetílico están formadas por 2 átomos de carbono, 6 átomos de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno, pero estos átomos están enlazados de manera distinta. En el alcohol etílico el átomo de oxígeno se encuentra al lado de los dos átomos de carbono, en tanto que en el éter dimetílico el átomo de oxígeno se encuentra en medio de los dos átomos de carbono. Entonces, el alcohol etílico y el éter dimetílico son isómeros.
Los isómeros tienen propiedades químicas y físicas muy diferentes. Por ejemplo, el alcohol etílico es un líquido incoloro de olor característico; es el principal ingrediente de las bebidas alcohólicas y también se usa como antiséptico. Por otra parte, el éter dimetílico es un gas más denso que el aire y es utilizado como propulsor en aerosoles, disolvente y refrigerante. Además, el alcohol etílico es más reactivo químicamente que el éter dimetílico.
Resumiendo, los isótopos son elementos cuyos átomos difieren en su masa atómica. Los alótropos son elementos cuyos átomos difieren en su forma de ordenarse. Los isómeros son compuestos cuyas moléculas difieren en el modo en que están enlazados sus átomos.
En conclusión, los isótopos, alótropos e isómeros demuestran que la composición y la configuración de las partículas (átomos o moléculas) son lo que determina las propiedades de las sustancias.
