Indhold
Alle elementer er isotoper. Selvom alle atomer i et givet element har det samme atomnummer (antal protoner), varierer atomvægten (antal protoner og neutroner sammen). Udtrykket "isotop" henviser til denne variation i atomvægt - to atomer med det samme antal protoner og et andet antal neutroner er to isotoper af det samme element.
Atom nummer
Protoner er positivt ladede partikler i en atomkerne. Et atom bærer som helhed en neutral ladning, så hver positivt ladet proton er afbalanceret af en negativt ladet partikel. Disse negative partikler - elektroner - kredser uden for kernen. Elektronernes kredsløbskonfiguration bestemmer, hvordan et atom vil reagere og binde til andre atomer, hvilket giver hvert element dets specifikke kemiske og fysiske egenskaber. Hvert element har et unikt atomnummer, der er redigeret over den kemiske forkortelse på det periodiske system.
Atomvægt
Neutroner er subatomære partikler, der ikke bærer nogen ladning, så antallet af neutroner i en atomkerne påvirker ikke antallet af elektroner eller deres banekonfiguration. To atomer med samme antal protoner og et andet antal neutroner vil have de samme fysiske og kemiske egenskaber, men forskellige atomvægte. Disse to atomer er forskellige isotoper af det samme element. F.eks. Er den mest almindelige isotop af brint H-1, hvilket betyder, at atomet har et proton og ingen neutroner, men H-2 og H-3-isotoper findes også med henholdsvis en og to neutroner. Den periodiske tabel giver en grundlæggende gennemsnitlig atomvægt under det kemiske symbol for elementerne.
Radioaktive isotoper
Tyngre isotoper af et atom er ofte ustabile og vil med tiden bryde ned til lettere isotoper. Dette atomforfald frigiver energi i form af alfa-, beta- og gammastråling. Hydrogen-3 er for eksempel radioaktiv og vil nedbrydes til hydrogen-2. Alle elementer har radioaktive isotoper, der forfalder i forskellige hastigheder. Nedbrydningshastigheden måles i halveringstider - den mængde tid det tager for halvdelen af de radioaktive isotoper i en prøve af et givet element at henfalde til lettere isotoper. Halveringstiden for hydrogen-3 er 12,32 år.
Anvendelser til radioaktive isotoper
Forskere og medicinske fagfolk bruger omfattende radioaktive isotoper. Ved at måle mængden af den naturligt forekommende radioaktive isotop carbon-14, kan arkæologer og paleontologer bestemme den omtrentlige alder af en fossil eller artefakt. Læger bruger isotoper jod-131 og barium-137 som radioaktive sporstoffer til at påvise hjerteproblemer, hjernesvulster og andre abnormiteter, og kobolt-60 tjener som en strålingskilde til at stoppe udviklingen af kræftsvulster.