Ορισμός και παραδείγματα ισότοπων στη χημεία

Ισότοπα [ahy-μικρόΜα-όχι] είναι άτομα με τον ίδιο αριθμό πρωτόνια αλλά διαφορετικοί αριθμοί νετρόνια. Με άλλα λόγια, τα ισότοπα έχουν διαφορετικά ατομικά βάρη. Τα ισότοπα είναι διαφορετικές μορφές ενός ενιαίου στοιχείο.

Λέξεις-κλειδιά: Ισότοπα

Υπάρχουν 250 ισότοπα των 90 φυσικά απαντώμενων στοιχείων και υπάρχουν πάνω από 3.200 ραδιενεργός ισότοπα, μερικά από τα οποία είναι φυσικά και μερικά συνθετικά.Κάθε στοιχείο στον περιοδικό πίνακα έχει πολλές μορφές ισοτόπων. ο Χημικές ιδιότητες των ισοτόπων ενός μόνο στοιχείου τείνουν να είναι σχεδόν πανομοιότυπα. οι εξαιρέσεις είναι τα ισότοπα του υδρογόνου, καθώς ο αριθμός των νετρονίων έχει τόσο σημαντική επίδραση στο μέγεθος του πυρήνα του υδρογόνου.

Οι φυσικές ιδιότητες των ισοτόπων είναι διαφορετικές μεταξύ τους, επειδή αυτές οι ιδιότητες εξαρτώνται συχνά από τη μάζα. Αυτή η διαφορά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διαχωρίσουν ισότοπα ενός στοιχείου μεταξύ τους χρησιμοποιώντας κλασματική απόσταξη και διάχυση.

Με εξαίρεση το υδρογόνο, τα πλέον άφθονα ισότοπα των φυσικών στοιχείων έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων. Το πιο άφθονο ισότοπο του υδρογόνου είναι το αντίum, το οποίο έχει ένα πρωτόνιο και κανένα νετρόνιο.

Υπάρχουν μερικοί συνήθεις τρόποι για να υποδείξετε ισότοπα:

• Καταχωρίστε τον αριθμό μάζας ενός στοιχείου μετά το σύμβολο του ονόματος ή του στοιχείου. Για παράδειγμα, ένα ισότοπο με 6 πρωτόνια και 6 νετρόνια είναι άνθρακας-12 ή C-12. Ένα ισότοπο με 6 πρωτόνια και 7 νετρόνια είναι άνθρακας-13 ή C-16. Σημειώστε ότι ο αριθμός μάζας δύο ισοτόπων μπορεί να είναι ο ίδιος, αν και είναι διαφορετικά στοιχεία. Για παράδειγμα, θα μπορούσατε να έχετε άνθρακα-14 και άζωτο-14.
• Ο αριθμός μάζας μπορεί να δοθεί στην επάνω αριστερή πλευρά ενός συμβόλου στοιχείου. (Τεχνικά ο αριθμός μάζας και ο ατομικός αριθμός πρέπει να στοιβάζονται μεταξύ τους, αλλά δεν είναι πάντοτε γραμμικοί σε έναν υπολογιστή.) Για παράδειγμα, τα ισότοπα του υδρογόνου μπορούν να γραφτούν: ¹₁Η, ²₁Η, ³₁Η.

Ο άνθρακας 12 και ο άνθρακας 14 είναι και τα δύο ισότοπα του άνθρακας, ένα με 6 νετρόνια και ένα με 8 νετρόνια (αμφότερα με 6 πρωτόνια). Ο άνθρακας-12 είναι σταθερός ισότοπος, ενώ ο άνθρακας-14 είναι ένα ραδιενεργό ισότοπο (ραδιοϊσότοπο).

Το ουράνιο-235 και το ουράνιο-238 εμφανίζονται φυσικά στο φλοιό της Γης. Και οι δύο έχουν μεγάλες ημιζωές. Το ουράνιο-234 αποτελεί προϊόν αποσύνθεσης.

Ο όρος "ισότοπο" εισήχθη από το βρετανικό χημικό Frederick Soddy το 1913, όπως συνιστά η Margaret Todd. Η λέξη σημαίνει "έχοντας τον ίδιο τόπο" από τις ελληνικές λέξεις isos "ίση" (ισο-) + topos "θέση." Τα ισότοπα καταλαμβάνουν την ίδια θέση στον περιοδικό πίνακα, παρόλο που τα ισότοπα ενός στοιχείου έχουν διαφορετικά ατομικά βάρη.

Ισότοπος (ουσιαστικό), Ισοτοπικός (επίθετο), Ισότοπος (επίρρημα), Ισότοπος (ουσιαστικό)

Όταν τα ραδιοϊσότοπα υποβάλλονται σε ραδιενεργό διάσπαση, το αρχικό ισοτόπιο μπορεί να είναι διαφορετικό από το ισοτόπο που προκύπτει. Το αρχικό ισοτόπιο ονομάζεται γονικό ισότοπο, ενώ τα άτομα που παράγονται από την αντίδραση ονομάζονται κόρη ισότοπα. Μπορούν να προκύψουν περισσότεροι από ένας τύποι ισοτόπων κόρης.

Για παράδειγμα, όταν το U-238 διασπάται σε Th-234, το άτομο ουρανίου είναι το γονικό ισότοπο, ενώ το άτομο θορίου είναι το θυγατρικό ισότοπο.

Τα πιο σταθερά ισότοπα δεν υποβάλλονται σε ραδιενεργό διάσπαση, αλλά μερικά κάνουν. Εάν ένα ισότοπο υποστεί ραδιενεργό διάσπαση πολύ, πολύ αργά, μπορεί να ονομαστεί σταθερό. Ένα παράδειγμα είναι το βισμούθιο-209. Το βισμούθιο-209 είναι σταθερό ραδιενεργό ισότοπο που υφίσταται αλφα-αποσύνθεση αλλά έχει χρόνο ημιζωής 1,9 x 10¹⁹ χρόνια (που είναι περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από την εκτιμώμενη ηλικία του σύμπαντος). Το Tellurium-128 υφίσταται β-αποσύνθεση με χρόνο ημίσειας ζωής που εκτιμάται ότι είναι 7.7 x 10²⁴ χρόνια.