Az izotópok egy elem olyan formái, amelyek különböző számú neutronnal rendelkeznek. Egy elem minden izotópja azonos atomszámmal és protonszámmal rendelkezik, de egymástól eltérő atomtömeggel. Egy elem izotópjai hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, de eltérő atomi tulajdonságokkal.

Minden elemnek vannak izotópjai. A 81 stabil elemnek 275 izotópja van. De a stabil izotópokkal rendelkező elemeknek radioaktív izotópjai vagy radioizotópjai is vannak. A radioaktív elemeknek viszont nincsenek stabil izotópjaik. Több mint 800 radioaktív izotópot azonosítottak. A radioaktív izotópok egy része természetes, míg másokat csak laboratóriumban állítottak elő.

A szó eredete

Az izotópok kifejezést 1913-ban Margaret Todd skót orvos alkotta meg. Ő javasolta a szót Frederick Soddy vegyésznek. Ő vette át a kémia és a fizika területén való használatra. A szó a görög isos (egyenlő) és topos (hely) szavakból származik. Egy elem izotópjai a periódusos rendszerben azonos helyet foglalnak el. Egy elem atomtömege a periódusos rendszerben az adott elem természetben előforduló izotópjai tömegének átlaga.

Izotóp jelölés

Az izotópok írásának két elterjedt módja van:

(1) Először az elem neve vagy szimbóluma szerepel, majd egy kötőjel és az izotóp tömegszáma. Például a hidrogén-3 vagy H-3 a hidrogén izotópjára utal, amelynek 1 protonja és 2 neutronja van, amelyek összeadódva 3 tömegszámot adnak. A szén-12 vagy C-12 a szén stabil izotópjára utal, amelynek 6 protonja és 6 neutronja van.

(2) A tömegszámot vagy mind a tömegszámot, mind az atomszámot az elem szimbólumának felső bal oldalán tüntetjük fel. Például a szén 6 protonnal és 6 neutronnal rendelkező izotópja a 126C . Ideális esetben a tömegszám közvetlenül az atomszám fölött helyezkedik el, de ez a gépelt jelölésnél nem mindig lehetséges.

Izotóp Példák

A hidrogén izotópjai a hidrogén-1 (protium, amely egy stabil izotóp), a hidrogén-2 (deutérium, amely egy másik stabil izotóp) és a hidrogén-3 (trícium, amely egy radioizotóp).

Az urán-235 és az urán-238 az urán két izotópja. Mindkettő természetes izotóp, amely megtalálható a földkéregben.

A szén-12 és a szén-14 két szénizotóp. A szén-12 stabil, míg a szén-14 radioaktív.

A szülő- és leányizotópok

Amikor egy radioizotóp radioaktív bomláson megy keresztül, a kiindulási izotópot szülőizotópnak nevezzük. A bomlás során egy vagy több leányizotóp keletkezik. Például az urán-238 a szülőizotóp, amely a tórium-234 leányizotóppá bomlik.

Izotóp vs. Nuklid

Az izotóp az atomok egy mintájára utal. Ha egy egyedi atom proton- és neutronszámát vizsgáljuk, akkor azt az elem nuklidjának nevezzük. A nukleáris tudományban a nuklid kifejezést részesítik előnyben az izotóp kifejezéssel szemben. Az egymással azonos tömegszámú nuklidokat izobároknak nevezik. Például az argon-40, a kálium-40 és a kalcium-40 izobárok.

• Nagel, Miriam C. (1982). “Frederick Soddy: Az alkímiától az izotópokig”. Journal of Chemical Education. 59 (9): 739-740. doi:10.1021/ed059p739
• Soddy, Frederick (1913). “Az atomon belüli töltés”. Nature 92 (2301), Springer Nature Publishing AG. doi:10.1038/092399c0
• Strömholm, Daniel; Svedberg, Theodor (1909). “Untersuchungen über die Chemie der radioactiven Grundstoffe II”. (Vizsgálatok a radioaktív elemek kémiájáról, 2. rész). Zeitschrift für anorganischen Chemie. 63: 197-206.