Isotopen zijn vormen van een element die verschillende aantallen neutronen hebben. Alle isotopen van een element hebben hetzelfde atoomnummer en hetzelfde aantal protonen, maar ze hebben verschillende atoommassa’s van elkaar. Isotopen van een element hebben vergelijkbare chemische eigenschappen, maar hebben verschillende nucleaire eigenschappen.

Elk element heeft isotopen. De 81 stabiele elementen hebben 275 isotopen. Maar, elementen met stabiele isotopen hebben ook radioactieve isotopen of radio-isotopen. De radioactieve elementen daarentegen hebben geen stabiele isotopen. Er zijn meer dan 800 radioactieve isotopen geïdentificeerd. Sommige van de radioactieve isotopen zijn natuurlijk, terwijl andere alleen in het laboratorium zijn geproduceerd.

Woordoorsprong

De term isotopen werd bedacht door de Schotse arts Margaret Todd in 1913. Zij stelde het woord voor aan chemicus Frederick Soddy. Hij nam het over voor gebruik in scheikunde en natuurkunde. Het woord komt van de Griekse woorden isos (gelijk) en topos (plaats). Isotopen van een element nemen dezelfde plaats in op het periodiek systeem. De atoommassa van een element in het periodiek systeem is een gemiddelde van de massa’s van de natuurlijk voorkomende isotopen van dat element.

Isotopennotatie

Er zijn twee gangbare schrijfwijzen voor isotopen:

(1) De naam of het symbool van het element wordt eerst vermeld, gevolgd door een streepje en dan het massagetal van de isotoop. Bijvoorbeeld, waterstof-3 of H-3 verwijst naar de waterstofisotoop met 1 proton en 2 neutronen, die samen een massagetal van 3 geven. Koolstof-12 of C-12 verwijst naar de stabiele isotoop van koolstof met 6 protonen en 6 neutronen.

(2) Het massagetal of zowel het massagetal als het atoomnummer worden vermeld aan de linkerbovenzijde van een elementensymbool. Bijvoorbeeld, de isotoop van koolstof met 6 protonen en 6 neutronen is 126C . In het ideale geval staat het massagetal direct boven het atoomnummer, maar dat is niet altijd mogelijk voor getypte notatie.

Isotoop Voorbeelden

De isotopen van waterstof zijn waterstof-1 (protium, dat een stabiele isotoop is), waterstof-2 (deuterium, dat een andere stabiele isotoop is), en waterstof-3 (tritium, dat een radio-isotoop is).

Uranium-235 en uraan-238 zijn twee isotopen van uraan. Beide zijn natuurlijke isotopen die in de aardkorst worden aangetroffen.

Koolstof-12 en koolstof-14 zijn twee koolstofisotopen. Koolstof-12 is stabiel, terwijl koolstof-14 radioactief is.

Paar- en dochterisotopen

Wanneer een radio-isotoop radioactief verval ondergaat, wordt de uitgangsisotoop de moeder-isotoop genoemd. Het verval produceert één of meer dochterisotopen. Bijvoorbeeld, uranium-238 is de ouderisotoop die vervalt in de dochterisotoop thorium-234.

Isotoop vs Nuclide

Een isotoop verwijst naar een staal van atomen. Wanneer het aantal protonen en neutronen van een individueel atoom wordt bestudeerd, wordt het een nuclide van het element genoemd. In de nucleaire wetenschap wordt de term nuclide verkozen boven de term isotoop. Nucliden met hetzelfde massagetal als elkaar worden isobaren genoemd. Bijvoorbeeld, argon-40, kalium-40, en calcium-40 zijn isobaren.

• Nagel, Miriam C. (1982). “Frederick Soddy: Van Alchemie tot Isotopen.” Journal of Chemical Education. 59 (9): 739-740. doi:10.1021/ed059p739
• Soddy, Frederick (1913). “Intra-atomaire lading.” Nature 92 (2301), Springer Nature Publishing AG. doi:10.1038/092399c0
• Strömholm, Daniel; Svedberg, Theodor (1909). “Untersuchungen über die Chemie der radioactiven Grundstoffe II.” (Onderzoeken naar de chemie van de radioactieve elementen, deel 2). Zeitschrift für anorganischen Chemie. 63: 197-206.