Τι είναι ένα ισότοπο; Ορισμός και Παραδείγματα
Ισότοπα είναι μορφές ενός στοιχείου που έχουν διαφορετικό αριθμό νετρονίων. Όλα τα ισότοπα ενός στοιχείου έχουν τον ίδιο ατομικό αριθμό και αριθμό πρωτονίων, αλλά έχουν διαφορετικές ατομικές μάζες μεταξύ τους. Τα ισότοπα ενός στοιχείου έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες, αλλά έχουν διαφορετικές πυρηνικές ιδιότητες.
Κάθε στοιχείο έχει ισότοπα. Τα 81 σταθερά στοιχεία έχουν 275 ισότοπα. Όμως, στοιχεία με σταθερά ισότοπα έχουν επίσης ραδιενεργά ισότοπα ή ραδιοϊσότοπα . Τα ραδιενεργά στοιχεία, από την άλλη πλευρά, δεν έχουν σταθερά ισότοπα. Έχουν εντοπιστεί περισσότερα από 800 ραδιενεργά ισότοπα. Ορισμένα από τα ραδιενεργά ισότοπα είναι φυσικά, ενώ άλλα έχουν παραχθεί μόνο στο εργαστήριο.
Προέλευση λέξης
Ο όρος ισότοπα επινοήθηκε από τη Σκωτσέζα γιατρό Margaret Todd το 1913. Πρότεινε τη λέξη στον χημικό Frederick Soddy. Το υιοθέτησε για χρήση στη χημεία και τη φυσική. Η λέξη προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις ίσος (ίσο) και τόπος (θέση). Τα ισότοπα ενός στοιχείου καταλαμβάνουν την ίδια θέση στον περιοδικό πίνακα. Η ατομική μάζα ενός στοιχείου στον περιοδικό πίνακα είναι ο μέσος όρος των μαζών των φυσικών ισοτόπων αυτού του στοιχείου.
Σημείωση ισοτόπων
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι γραφής ισοτόπων:
(1) Το όνομα ή το σύμβολο του στοιχείου αναγράφεται πρώτα, ακολουθούμενο από μια παύλα και μετά ο μαζικός αριθμός του ισοτόπου. Για παράδειγμα, το υδρογόνο-3 ή το Η-3 αναφέρεται στο ισότοπο υδρογόνου με 1 πρωτόνιο και 2 νετρόνια, τα οποία αθροίζονται για να δώσουν έναν αριθμό μάζας 3. Ο άνθρακας-12 ή το C-12 αναφέρεται στο σταθερό ισότοπο του άνθρακα με 6 πρωτόνια και 6 νετρόνια.
(2) Ο μαζικός αριθμός ή και ο αριθμός μάζας και ο ατομικός αριθμός αναφέρονται στην επάνω αριστερή πλευρά ενός συμβόλου στοιχείου. Για παράδειγμα, το ισότοπο του άνθρακα με 6 πρωτόνια και 6 νετρόνια είναι 6 Γ . Στην ιδανική περίπτωση, ο μαζικός αριθμός τοποθετείται απευθείας πάνω από τον ατομικό αριθμό, αλλά αυτό δεν είναι πάντα δυνατό για πληκτρολόγηση.
Παραδείγματα ισοτόπων
Τα ισότοπα του υδρογόνου είναι το υδρογόνο-1 (πρώτιο, το οποίο είναι σταθερό ισότοπο), το υδρογόνο-2 (δευτέριο, το οποίο είναι ένα άλλο σταθερό ισότοπο) και το υδρογόνο-3 (τρίτιο, το οποίο είναι ραδιοϊσότοπο).
Το ουράνιο-235 και το ουράνιο-238 είναι δύο ισότοπα ουρανίου. Και τα δύο είναι φυσικά ισότοπα που βρίσκονται στο φλοιό της Γης.
Ο άνθρακας-12 και ο άνθρακας-14 είναι δύο ισότοπα άνθρακα. Ο άνθρακας-12 είναι σταθερός, ενώ ο άνθρακας-14 είναι ραδιενεργός.
Ισότοπα γονέα και κόρης
Όταν ένα ραδιοϊσότοπο υφίσταται ραδιενεργό διάσπαση, το αρχικό ισότοπο ονομάζεται μητρικό ισότοπο. Η διάσπαση παράγει ένα ή περισσότερα θυγατρικά ισότοπα. Για παράδειγμα, το ουράνιο-238 είναι το μητρικό ισότοπο που διασπάται στο θυγατρικό ισότοπο θόριο-234.
Ισότοπο εναντίον Νουκλιδίου
Το ισότοπο αναφέρεται σε ένα δείγμα ατόμων. Όταν μελετάται ο αριθμός των πρωτονίων και των νετρονίων ενός μεμονωμένου ατόμου, ονομάζεται νουκλίδιο του στοιχείου. Στην πυρηνική επιστήμη, ο όρος νουκλίδιο προτιμάται έναντι του όρου ισότοπο. Τα νουκλεΐδια με τον ίδιο μαζικό αριθμό μεταξύ τους ονομάζονται ισόβαρα . Για παράδειγμα, το αργόν-40, το κάλιο-40 και το ασβέστιο-40 είναι ισοβαρείς.
Αναφορές
- Nagel, Miriam C. (1982). «Frederick Soddy:Από την Αλχημεία στα Ισότοπα». Journal of Chemical Education . 59 (9):739–740. doi:10.1021/ed059p739
- Soddy, Frederick (1913). «Ενδοατομικό φορτίο». Φύση 92 (2301), Springer Nature Publishing AG. doi:10.1038/092399c0
- Strömholm, Daniel; Svedberg, Theodor (1909). "Untersuchungen über die Chemie der Radioactive Grundstoffe II." (Έρευνες στη χημεία των ραδιενεργών στοιχείων, μέρος 2). Zeitschrift für anorganischen Chemie . 63 :197–206.
