모든 원소는 동위 원소입니다. 주어진 원소의 모든 원자는 동일한 원자 번호 (양성자 수)를 갖지만 원자량 (양성자와 중성자의 수)은 다양합니다. "동위 원소"라는 용어는 원자량의 변화를 의미합니다. 동일한 수의 양성자와 다른 수의 중성자를 가진 두 개의 원자는 같은 원소의 두 개의 동위 원소입니다.
원자 번호
양성자는 원자의 핵에서 양전하를 띤 입자입니다. 원자는 전체적으로 중성 전하를 띠므로 양전하를 띤 양성자는 음전하를 띤 입자에 의해 균형을 이룹니다. 이 음의 입자 (전자)는 핵 밖을 공전합니다. 전자의 궤도 구성은 원자가 반응하고 다른 원자와 결합하는 방식을 결정하여 각 요소에 특정한 화학적 및 물리적 특성을 부여합니다. 각 원소에는 주기율표의 화학 약어 위에 인쇄 된 고유 원자 번호가 있습니다.
원자량
중성자는 전하가없는 아 원자 입자이므로 원자핵의 중성자 수는 전자 수나 궤도 구성에 영향을주지 않습니다. 동일한 수의 양성자와 다른 수의 중성자를 가진 두 원자는 동일한 물리적 및 화학적 특성을 갖지만 원자량은 다릅니다. 이 두 원자는 같은 원소의 다른 동위 원소입니다. 예를 들어, 수소의 가장 일반적인 동위 원소는 H-1입니다. 즉, 원자에는 양성자가 1 개이고 중성자는 없지만 H-2와 H-3 동위 원소도 각각 1 개와 2 개 중성자가 존재합니다. 주기율표는 원소의 화학 기호 아래 원소의 평균 원자량을 나타냅니다.
방사성 동위 원소
원자의 무거운 동위 원소는 종종 불안정하며 시간이 지남에 따라 더 가벼운 동위 원소로 분해됩니다. 이 원자 붕괴는 알파, 베타 및 감마 방사선의 형태로 에너지를 방출합니다. 예를 들어 수소 -3은 방사성 물질로 수소 -2로 분해됩니다. 모든 원소는 다양한 속도로 붕괴하는 방사성 동위 원소를 가지고 있습니다. 붕괴 속도는 반감기로 측정됩니다. 이는 주어진 원소의 샘플에서 방사성 동위 원소의 절반이 더 가벼운 동위 원소로 붕괴하는 데 걸리는 시간입니다. 수소 -3의 반감기는 12.32 년입니다.
방사성 동위 원소의 용도
연구원과 의료 전문가는 방사성 동위 원소를 광범위하게 사용합니다. 자연적으로 발생하는 방사성 동위 원소 탄소 -14의 양을 측정함으로써 고고학자와 고생물학자는 화석이나 인공물의 대략적인 나이를 결정할 수 있습니다. 의사는 동위 원소 요오드 -131과 바륨 -137을 다음과 같이 사용합니다.