Isotoper er former af et grundstof, der har forskelligt antal neutroner. Alle isotoper af et grundstof har det samme atomnummer og antal protoner, men de har forskellige atommasser fra hinanden. Isotoper af et grundstof har ens kemiske egenskaber, men har forskellige kerneegenskaber.

Alle grundstoffer har isotoper. De 81 stabile grundstoffer har 275 isotoper. Men grundstoffer med stabile isotoper har også radioaktive isotoper eller radioisotoper. De radioaktive grundstoffer har på den anden side ingen stabile isotoper. Der er blevet identificeret over 800 radioaktive isotoper. Nogle af de radioaktive isotoper er naturlige, mens andre kun er blevet fremstillet i laboratoriet.

Vordens oprindelse

Begrebet isotoper blev opfundet af den skotske læge Margaret Todd i 1913. Hun foreslog ordet til kemikeren Frederick Soddy. Han overtog det til brug inden for kemi og fysik. Ordet kommer af de græske ord isos (lige) og topos (sted). Isotoper af et grundstof indtager den samme plads i det periodiske system. Et grundstofs atommasse i det periodiske system er et gennemsnit af masserne af de naturligt forekommende isotoper af det pågældende grundstof.

Isotopnotation

Der er to almindelige metoder til at skrive isotoper:

(1) Grundstoffets navn eller symbol angives først, efterfulgt af en bindestreg og derefter isotopens massetal. For eksempel henviser hydrogen-3 eller H-3 til hydrogenisotopen med 1 proton og 2 neutroner, som tilsammen giver et massetal på 3. Carbon-12 eller C-12 henviser til den stabile isotop af carbon med 6 protoner og 6 neutroner.

(2) Massetallet eller både massetallet og atomnummeret anføres øverst til venstre for et grundstofsymbol. F.eks. er isotopen af kulstof med 6 protoner og 6 neutroner 126C . Ideelt set placeres massetallet direkte over atomnummeret, men dette er ikke altid muligt i maskinskrevet notation.

Isotop Eksempler

Hvidstoffets isotoper er hydrogen-1 (protium, som er en stabil isotop), hydrogen-2 (deuterium, som er en anden stabil isotop) og hydrogen-3 (tritium, som er en radioisotop).

Uran-235 og uran-238 er to isotoper af uran. Begge er naturlige isotoper, der findes i jordskorpen.

Kulstof-12 og kulstof-14 er to kulstofisotoper. Kulstof-12 er stabilt, mens kulstof-14 er radioaktivt.

Parent- og datterisotoper

Når en radioisotop gennemgår radioaktivt henfald, kaldes startisotopen for parentisotopen. Ved henfaldet dannes en eller flere datterisotoper. For eksempel er uran-238 den moderisotop, der henfalder til datterisotopen thorium-234.

Isotop vs. nuklid

En isotop refererer til en prøve af atomer. Når man undersøger antallet af protoner og neutroner i et enkelt atom, kaldes det for en nuklid af grundstoffet. Inden for atomvidenskab foretrækkes udtrykket nuklid frem for udtrykket isotop. Nuklider med samme massetal som hinanden kaldes isobarer. For eksempel er argon-40, kalium-40 og calcium-40 isobarer.

• Nagel, Miriam C. (1982). “Frederick Soddy: From Alchemy to Isotopes”. Journal of Chemical Education. 59 (9): 739-740. doi:10.1021/ed059p739
• Soddy, Frederick (1913). “Intra-atomar ladning.” Nature 92 (2301), Springer Nature Publishing AG. doi:10.1038/092399c0
• Strömholm, Daniel; Svedberg, Theodor (1909). “Untersuchungen über die Chemie der radioactiven Grundstoffe II”. (Undersøgelser om kemien af de radioaktive grundstoffer, del 2). Zeitschrift für anorganischen Chemie. 63: 197-206.