Izotopy są formami pierwiastka, które mają różną liczbę neutronów. Wszystkie izotopy danego pierwiastka mają tę samą liczbę atomową i liczbę protonów, ale różnią się od siebie masą atomową. Izotopy pierwiastka mają podobne właściwości chemiczne, ale mają różne właściwości jądrowe.

Każdy pierwiastek ma izotopy. 81 stabilnych pierwiastków ma 275 izotopów. Ale pierwiastki o stabilnych izotopach mają również izotopy promieniotwórcze lub radioizotopy. Z drugiej strony, pierwiastki radioaktywne nie mają stabilnych izotopów. Zidentyfikowano ponad 800 izotopów promieniotwórczych. Niektóre z izotopów promieniotwórczych są naturalne, podczas gdy inne zostały wyprodukowane tylko w laboratorium.

Pochodzenie słowa

Termin izotopy został ukuty przez szkocką lekarkę Margaret Todd w 1913 roku. Ona zasugerował słowo do chemika Frederick Soddy. Przyjął go do użytku w chemii i fizyki. Słowo pochodzi od greckich słów isos (równy) i topos (miejsce). Izotopy danego pierwiastka zajmują tę samą pozycję na układzie okresowym. Masa atomowa pierwiastka w układzie okresowym jest średnią mas naturalnie występujących izotopów tego pierwiastka.

Notacja izotopów

Istnieją dwie popularne metody zapisu izotopów:

(1) Nazwa lub symbol pierwiastka jest wymieniony jako pierwszy, po nim następuje myślnik, a następnie liczba masowa izotopu. Na przykład, wodór-3 lub H-3 odnosi się do izotopu wodoru z 1 protonem i 2 neutronami, które dodają się razem, dając liczbę masową 3. Węgiel-12 lub C-12 odnosi się do stabilnego izotopu węgla z 6 protonami i 6 neutronami.

(2) Liczba masowa lub zarówno liczba masowa i liczba atomowa są cytowane w lewym górnym rogu symbolu pierwiastka. Na przykład, izotop węgla o 6 protonach i 6 neutronach to 126C . Idealnie byłoby, gdyby liczba masowa była umieszczona bezpośrednio nad liczbą atomową, ale nie zawsze jest to możliwe przy zapisie maszynowym.

Izotopy Przykłady

Izotopy wodoru to wodór-1 (prot, który jest stabilnym izotopem), wodór-2 (deuter, który jest innym stabilnym izotopem) i wodór-3 (tryt, który jest radioizotopem).

Uran-235 i uran-238 są dwoma izotopami uranu. Oba są naturalnymi izotopami występującymi w skorupie ziemskiej.

Węgiel-12 i węgiel-14 są dwoma izotopami węgla. Węgiel-12 jest stabilny, podczas gdy węgiel-14 jest radioaktywny.

Izotopy macierzyste i córki

Gdy izotop promieniotwórczy ulega rozpadowi promieniotwórczemu, izotop wyjściowy nazywany jest izotopem macierzystym. W wyniku rozpadu powstaje jeden lub więcej izotopów pochodnych. Na przykład, uran-238 jest izotopem macierzystym, który rozpada się na izotop pochodny tor-234.

Izotop vs Nuklid

Izotop odnosi się do próbki atomów. Gdy liczba protonów i neutronów pojedynczego atomu jest badana, nazywa się to nuklidem danego pierwiastka. W naukach jądrowych termin nuklid jest preferowany w stosunku do terminu izotop. Nuklidy o tej samej liczbie masowej nazywane są izobarami. Na przykład, argon-40, potas-40 i wapń-40 są izobarami.

• Nagel, Miriam C. (1982). „Frederick Soddy: Od alchemii do izotopów”. Journal of Chemical Education. 59 (9): 739-740. doi:10.1021/ed059p739
• Soddy, Frederick (1913). „Ładunek wewnątrzatomowy.” Nature 92 (2301), Springer Nature Publishing AG. doi:10.1038/092399c0
• Strömholm, Daniel; Svedberg, Theodor (1909). „Untersuchungen über die Chemie der radioactiven Grundstoffe II.” (Badania nad chemią pierwiastków promieniotwórczych, część 2). Zeitschrift für anorganischen Chemie. 63: 197-206.