Definiția și exemple de izotopi în chimie

Izotopi [ahy-suh-tohps] sunt atomi cu același număr de protoni, dar diferite numere de neutroni. Cu alte cuvinte, izotopii au greutăți atomice diferite. Izotopii sunt forme diferite ale unui singur element.

Cheie de luat în cheie: izotopi

• Izotopii sunt mostre ale unui element cu un număr diferit de neutroni în atomii lor.
• Numărul protonilor pentru diferiți izotopi ai unui element nu se modifică.
• Nu toate izotopii sunt radioactivi. Izotopii stabili fie nu se decadesc niciodată, fie se descompun foarte lent. Izotopii radioactivi suferă descompunere.
• Când un izotop se descompune, materialul de pornire este izotopul părinte. Materialul rezultat este izotopul fiic.

Există 275 izotopi din cele 81 de elemente stabile. Există peste 800 de izotopi radioactivi, dintre care unele naturale și altele sintetice. Fiecare element din tabelul periodic are mai multe forme de izotop. Proprietățile chimice ale izotopilor unui singur element tind să fie aproape identice. Excepție fac izotopii hidrogenului, deoarece numărul de neutroni are un efect atât de semnificativ asupra dimensiunii nucleului de hidrogen. Proprietățile fizice ale izotopilor sunt diferite între ele, deoarece aceste proprietăți depind adesea de masă. Această diferență poate fi utilizată pentru a separa izotopii unui element unul de celălalt, utilizând distilarea și difuzarea fracțională.

Cu excepția hidrogenului, izotopii cei mai abundenți ai elementelor naturale au același număr de protoni și neutroni. Cel mai abundent izotop de hidrogen este protiul, care are un proton și niciun neutron.

Notarea izotopului

Există câteva moduri comune de a indica izotopii:

• Enumerați numărul de masă al unui element după numele sau simbolul elementului. De exemplu, un izotop cu 6 protoni și 6 neutroni este carbon-12 sau C-12. Un izotop cu 6 protoni și 7 neutroni este carbon-13 sau C-16. Rețineți că numărul de masă al doi izotopi poate fi același, chiar dacă sunt elemente diferite. De exemplu, puteți avea carbon-14 și azot-14.
• Numărul de masă poate fi dat în partea stângă sus a simbolului elementului. (Tehnic, numărul de masă și numărul atomic ar trebui să fie stivuite în linie una cu cealaltă, dar nu întotdeauna se aliniază pe un computer.) De exemplu, izotopii de hidrogen pot fi scrise:
  ¹₁H, ²₁H, ³₁H

Exemple de izotopi

Carbonul 12 și Carbonul 14 sunt ambii izotopi de carbon, unul cu 6 neutroni și unul cu 8 neutroni (ambii cu 6 protoni). Carbon-12 este un izotop stabil, în timp ce carbon-14 este un izotop radioactiv (radioizotop).

Uraniul-235 și uraniul-238 apar în mod natural în scoarța terestră. Ambii au perioade lungi de înjumătățire. Uraniul-234 se formează ca un produs de descompunere.

Cuvinte inrudite

Izotop (substantiv), izotopic (adjectiv), izotopic (adverb), izotopie (substantiv)

Izotopul Originea cuvântului și istoria

Termenul "izotop" a fost introdus de chimistul britanic Frederick Soddy în 1913, așa cum a recomandat Margaret Todd. Cuvântul înseamnă „a avea același loc” din cuvintele grecești ISO-uri „egal” (iso-) + topos "loc." Izotopii ocupă același loc pe tabelul periodic, chiar dacă izotopii unui element au greutăți atomice diferite.

Izotopii părinților și fiicelor

Atunci când radioizotopii suferă de descompunere radioactivă, izotopul inițial poate fi diferit de izotopul rezultat. Izotopul inițial se numește izotop părinte, în timp ce atomii produși de reacție se numesc izotopi fiici. Pot rezulta mai multe tipuri de izotop fiică.

Ca exemplu, când U-238 se descompune în Th-234, atomul de uraniu este izotopii părinți, în timp ce atomul de toriu este izotopul fiic.

O notă despre izotopii radioactivi stabili

Majoritatea izotopilor stabili nu suferă de descompunere radioactivă, dar câțiva o fac. Dacă un izotop suferă o degradare radioactivă foarte, foarte lent, poate fi denumit stabil. Un exemplu este bismut-209. Bismut-209 este un izotop radioactiv stabil care suferă alfa-descompunere, dar are un timp de înjumătățire plasmatică de 1,9 x 10¹⁹ ani (care este de peste un miliard de ori mai lung decât vârsta estimată a universului). Tellurium-128 suferă beta-descompunere cu o perioadă de înjumătățire estimată a fi de 7,7 x 10²⁴ ani.