Které prvky jsou izotopy?

Všechny prvky jsou izotopy. Ačkoli všechny atomy daného prvku mají stejné atomové číslo (počet protonů), atomová hmotnost (počet protonů a neutronů dohromady) se liší. Termín „izotop“ označuje tuto změnu atomové hmotnosti - dva atomy se stejným počtem protonů a odlišným počtem neutronů jsou dva izotopy stejného prvku.

Protony jsou kladně nabité částice v atomovém jádru. Atom jako celek nese neutrální náboj, takže každý kladně nabitý proton je vyvážen záporně nabitou částicí. Tyto negativní částice - elektrony - obíhají mimo jádro. Orbitální konfigurace elektronů určuje, jak bude atom reagovat a vázat se na jiné atomy, což každému prvku poskytne jeho specifické chemické a fyzikální vlastnosti. Každý prvek má jedinečné atomové číslo vytištěné nad chemickou zkratkou v periodické tabulce.

Neutrony jsou subatomární částice, které nenesou žádný náboj, takže počet neutronů v jádře atomu neovlivňuje počet elektronů ani jejich orbitální konfiguraci. Dva atomy se stejným počtem protonů a odlišným počtem neutronů budou mít stejné fyzikální a chemické vlastnosti, ale různé atomové hmotnosti. Tyto dva atomy jsou různé izotopy stejného prvku. Například nejběžnějším izotopem vodíku je H-1, což znamená, že atom má jeden proton a žádné neutrony, ale existují také izotopy H-2 a H-3 s jedním a dvěma neutrony. Periodická tabulka uvádí průměrnou atomovou hmotnost prvku pod chemickým symbolem prvku.

Těžší izotopy atomu jsou často nestabilní a v průběhu času se rozpadnou na lehčí izotopy. Tento atomový rozpad uvolňuje energii ve formě alfa, beta a gama záření. Například vodík-3 je radioaktivní a rozpadne se na vodík-2. Všechny prvky mají radioaktivní izotopy, které se rozpadají různými rychlostmi. Rychlost rozpadu se měří v poločasech - doba, za kterou se polovina radioaktivních izotopů ve vzorku daného prvku rozloží na lehčí izotopy. Poločas rozpadu vodíku-3 je 12,32 roku.

Výzkumníci a lékaři ve velké míře využívají radioaktivní izotopy. Měřením množství přirozeně se vyskytujícího radioaktivního izotopu uhlík-14 mohou archeologové a paleontologové určit přibližný věk fosílie nebo artefaktu. Lékaři používají izotopy jod-131 a barium-137 radioaktivní stopovací látky k detekci srdečních problémů, mozkových nádorů a dalších abnormalit a kobalt-60 slouží jako zdroj záření k zastavení vývoje rakovinných nádorů.