Un isotopologue est une espèce chimique différant d'une autre uniquement par la présence d'un ou plusieurs isotopes, la structure atomique demeurant par ailleurs parfaitement identique.
Un exemple bien connu est l'eau lourde, isotopologue de l'eau « naturelle » dans lequel l'hydrogène H est remplacé par du deutérium D ; l'eau « mi-lourde », naturellement plus abondante que l'eau lourde stricto sensu, a pour formule HDO, un seul des deux atomes d'hydrogène étant remplacé par un atome de deutérium.
Il existe également d'autres isotopologues non radioactifs de l'eau, moins courants, notamment l'espèce avec de l' à la place de l' naturel, ou encore l'eau doublement marquée avec du deutérium et de l'. L'eau « super-lourde » , quant à elle, est radioactive en raison des atomes de tritium.
Les isotopologues se distinguent en spectroscopie par leur comportement légèrement différent du fait de la masse légèrement différente des isotopes. Les isotopologues peuvent parfois être caractérisés individuellement par la résonance magnétique nucléaire, dont la particularité est d'étudier individuellement certains isotopes.
À titre d'exemple, la masse molaire de l'eau lourde est voisine de , à comparer à celle de l'eau « naturelle » (~) et de l'eau « mi-lourde » (~) ; celle de l'eau marquée à l' est comparable à celle de l'eau lourde (~), tandis que celle de l'eau doublement marquée est voisine de .
Il existe des isotopologues de toutes sortes de molécules, pas seulement de l'eau ; ainsi avec le méthane a-t-on par exemple également , , et par substitution progressive d'atomes d'hydrogène avec des atomes de deutérium, ou encore par substitution d'un atome de « naturel » par un atome de .
Notes et références
Catégorie:Isotope