Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Hvad er en isotop?

Hvert element har et unikt antal protoner, der betegnes med dets atomnummer og dets position i det periodiske bord. Foruden protoner indeholder kernerne af alle elementer, bortset fra hydrogen, også neutroner, som er elektrisk neutrale partikler med samme masse som protoner. Antallet af protoner i kernen i et bestemt element ændres aldrig, eller det ville blive et andet element. Antallet af neutroner kan dog ændres. Hver variation i antallet af neutroner i kernen i et bestemt element er en anden isotop af det element.

Sådan betegner isotoper

Ordet "isotop" kommer fra de græske ord isos
(lige) og topos
(sted), hvilket betyder at isotoper af et element optager det samme sted i det periodiske bord, selv om de har forskellige atommasser. I modsætning til atomnummer, som er lig med antallet af protoner i kernen, er atommassen massen af ​​alle protoner og neutronerne.

En måde at betegne en isotop på er at skrive elementets symbol efterfulgt af et tal, der angiver det samlede antal nukleoner i dets kerne. For eksempel har en isotop af carbon 6 protoner og 6 neutroner i kernen, så du kan betegne det som C-12. En anden isotop, C-14, har to ekstra neutroner.

En anden måde at betegne isotoper på er med abonnementer og superskriptioner før elementets symbol. Ved hjælp af denne metode vil du betegne carbon-12 som 12 6C og carbon-14 som 14 6C. Subskriptet er atomnummeret og overordnet er atommassen.

Gennemsnitlig atommasse

Hvert element der forekommer i naturen har flere isotopformer, og forskere har formået at syntetisere mange flere i laboratorium. Im alle er der 275 isotoper af de stabile elementer og omkring 800 radioaktive isotoper. Fordi hver isotop har en anden atommasse, er atommassen anført for hvert element i det periodiske bord et gennemsnit af masserne af alle isotoperne vægtet af den samlede procentdel af hver isotop, der forekommer i naturen.

For Eksempel: i sin mest basale form består brintkernen af ​​en enkelt proton, men der er to naturligt forekommende isotoper, deuterium ( 2 1H), som har en proton og tritium ( 3 < sub> 1H), som har to. Fordi formularen uden protoner er langt den mest rigelige, er den gennemsnitlige atommasse af hydrogen ikke meget forskellig fra 1. Det er 1.008.

Isotoper og radioaktivitet

Atomer er mest stabile, når antallet af protoner og neutroner i kernen er ens. Tilføjelse af en ekstra neutron forstyrrer ofte ikke denne stabilitet, men når du tilføjer to eller flere, kan den bindende energi, der holder nukleoner sammen, ikke være stærk nok til at holde dem. Atomerne smider de ekstra neutroner og med dem en vis mængde energi. Denne proces er radioaktivitet.

Alle elementerne med atomantal højere end 83 er radioaktive på grund af det store antal nukleoner i deres kerne. Når et atom mister en neutron for at vende tilbage til en mere stabil konfiguration, ændres dens kemiske egenskaber ikke. Men nogle af de tungere elementer kan kaste en proton for at opnå en mere stabil konfiguration. Denne proces er transmutation, fordi atomet ændres til et andet element, når det taber en proton. Når dette sker, er det atom, der går under forandringen, forælder isotop, og den, der efterlades efter det radioaktive henfald er datterisotop. Et eksempel på transmutation er forfaldet af uran-238 i thorium-234.