Hvilke elementer er isotoper?

Alle elementer er isotoper. Selvom alle atomer af et givet element har samme atomnummer (antal protoner), varierer atomvægten (antal protoner og neutroner sammen). Udtrykket "isotop" refererer til denne variation i atomvægt - to atomer med samme antal protoner og et andet antal neutroner er to isotoper af samme element.

Atomtal

Protoner er positivt ladede partikler i et atoms kerne. Et atom som helhed bærer en neutral ladning, så hver positivt ladet proton er afbalanceret af en negativt ladet partikel. Disse negative partikler - elektroner - kredsløb uden for kernen. Elektronens orbitale konfiguration bestemmer, hvordan et atom vil reagere og binde til andre atomer, hvilket giver hvert element sine specifikke kemiske og fysiske egenskaber. Hvert element har et unikt atomnummer trykt over den kemiske forkortelse på det periodiske bord.

Atomvægt

Neutroner er subatomære partikler, der ikke bærer opladning, så antallet af neutroner i et atoms kerne gør ikke påvirke antallet af elektroner eller deres kredsløbskonfiguration. To atomer med samme antal protoner og et andet antal neutroner vil have samme fysiske og kemiske egenskaber, men forskellige atomvægte. Disse to atomer er forskellige isotoper af det samme element. For eksempel er den mest almindelige isotop af hydrogen H-1, hvilket betyder at atomet har en proton og ingen neutroner, men H-2 og H-3-isotoper findes også med henholdsvis en og to neutroner. Den periodiske tabel giver et elements gennemsnitlige atomvægt under elementets kemiske symbol.

Radioaktive isotoper

Tungere isotoper af et atom er ofte ustabile og vil bryde ned i lysere isotoper over tid. Dette atomaffald frigiver energi i form af alfa-, beta- og gammastråling. Hydrogen-3 er for eksempel radioaktiv og vil bryde ned i hydrogen-2. Alle elementer har radioaktive isotoper, der forfalder ved forskellige hastigheder. Nedbrydningshastigheden måles i halveringstiden - den tid det tager for halvdelen af ​​de radioaktive isotoper i en prøve af et givet element at falde ned i lysere isotoper. Halveringstiden for hydrogen-3 er 12,32 år.

Anvendelser til radioaktive isotoper

Forskere og medicinske fagfolk gør meget brug af radioaktive isotoper. Ved måling af mængden af ​​den naturligt forekommende radioaktive isotop kulf-14 kan arkæologer og paleontologer bestemme den omtrentlige alder af en fossil eller artefakt. Læger bruger isotoperne jod-131 og barium-137 som radioaktive sporstoffer til at detektere hjerteproblemer, hjernetumorer og andre abnormiteter, og kobolt-60 tjener som strålekilde til at standse udviklingen af ​​kræft tumorer.