Innehåll
Alla element är isotoper. Även om alla atomer i ett visst element har samma atomantal (antal protoner), varierar atomvikten (antalet protoner och neutroner tillsammans). Termen "isotop" hänvisar till denna variation i atomvikten - två atomer med samma antal protoner och ett annat antal neutroner är två isotoper av samma element.
Atomnummer
Protoner är positivt laddade partiklar i en atomkärna. En atom som helhet bär en neutral laddning, så att varje positivt laddad proton balanseras av en negativt laddad partikel. Dessa negativa partiklar - elektroner - går utanför kärnan. Elektronernas omloppskonfiguration avgör hur en atom kommer att reagera och binda till andra atomer, vilket ger varje element sina specifika kemiska och fysiska egenskaper. Varje element har ett unikt atomnummer redigerat ovanför den kemiska förkortningen på det periodiska systemet.
Atomvikt
Neutroner är subatomära partiklar som inte har någon laddning, så antalet neutroner i en atomkärna påverkar inte antalet elektroner eller deras omloppskonfiguration. Två atomer med samma antal protoner och ett annat antal neutroner har samma fysikaliska och kemiska egenskaper men olika atomvikter. Dessa två atomer är olika isotoper av samma element. Till exempel är den vanligaste väteisotopen H-1, vilket innebär att atomen har en proton och inga neutroner, men H-2 och H-3-isotoper finns också, med en respektive två neutroner. Den periodiska tabellen ger en grundämnes genomsnittlig atomvikt under elementets kemiska symbol.
Radioaktiva isotoper
Tyngre isotoper av en atom är ofta instabila och kommer att bryta ner till lättare isotoper över tid. Detta atomförfall avger energi i form av alfa-, beta- och gammastrålning. Väte-3 är till exempel radioaktiv och kommer att brytas ner till väte-2. Alla element har radioaktiva isotoper som sönderfaller i olika hastigheter. Sönderfallshastigheten mäts i halveringstider - den tid det tar för hälften av de radioaktiva isotoperna i ett prov av ett givet element att ruttna till lättare isotoper. Halveringstiden för väte-3 är 12,32 år.
Användningar för radioaktiva isotoper
Forskare och medicinsk personal använder omfattande radioaktiva isotoper. Genom att mäta mängden av den naturligt förekommande radioaktiva isotopen kol-14, kan arkeologer och paleontologer bestämma den ungefärliga åldern för en fossil eller artefakt. Läkare använder isotoperna jod-131 och barium-137 som radioaktiva spårämnen för att upptäcka hjärtproblem, hjärntumörer och andra avvikelser, och kobolt-60 tjänar som en strålningskälla för att stoppa utvecklingen av cancerformiga tumörer.