Kuri elementi ir izotopi?

Visi elementi ir izotopi. Lai gan visiem noteiktā elementa atomiem ir vienāds atomu skaits (protonu skaits), atomu svars (protonu un neitronu skaits kopā) mainās. Termins "izotops" attiecas uz šo atomu svara variāciju - divi atomi ar vienādu protonu skaitu un atšķirīgu neitronu skaitu ir divi viena elementa izotopi.

Protoni ir pozitīvi uzlādētas daļiņas atoma kodolā. Atoms kopumā nes neitrālu lādiņu, tāpēc katru pozitīvi uzlādēto protonu līdzsvaro negatīvi lādēta daļiņa. Šīs negatīvās daļiņas - elektroni - riņķo ārpus kodola. Elektronu orbītas konfigurācija nosaka to, kā atoms reaģēs un saistīsies ar citiem atomiem, piešķirot katram elementam specifiskas ķīmiskās un fizikālās īpašības. Katram elementam ir unikāls atomu numurs, kas periodiskās tabulas augšpusē ir iespiests ķīmiskā saīsinājumā.

Neitroni ir subatomiskas daļiņas, kurām nav maksas, tāpēc neitronu skaits atoma kodolā neietekmē elektronu skaitu vai to orbītas konfigurāciju. Diviem atomiem ar vienādu protonu skaitu un atšķirīgu neitronu skaitu būs vienādas fizikālās un ķīmiskās īpašības, bet atšķirīgs atomu svars. Šie divi atomi ir dažādi viena elementa izotopi. Piemēram, visizplatītākais ūdeņraža izotops ir H-1, tas nozīmē, ka atomam ir viens protons un tajā nav neitronu, bet pastāv arī H-2 un H-3 izotopi, kuriem ir attiecīgi viens un divi neitroni. Periodiskā tabula norāda elementa vidējo atomu svaru zem elementa ķīmiskā simbola.

Smagāki atoma izotopi bieži ir nestabili un laika gaitā sadalās vieglākos. Šī atomu sabrukšana atbrīvo enerģiju alfa, beta un gamma starojuma veidā. Piemēram, ūdeņradis-3 ir radioaktīvs un sadalās ūdeņradī-2. Visiem elementiem ir radioaktīvi izotopi, kas sadalās dažādos ātrumos. Puvuma ātrumu mēra pussabrukšanas periodos - laiks, kas vajadzīgs, lai puse no noteiktā elementa parauga esošajiem radioaktīvajiem izotopiem sadalītos vieglākos izotopos. Pussabrukšanas periods ūdeņradim-3 ir 12,32 gadi.

Pētnieki un medicīnas speciālisti plaši izmanto radioaktīvos izotopus. Mērot dabā sastopamā radioaktīvā izotopa oglekļa-14 daudzumu, arheologi un paleontologi var noteikt aptuveno fosilijas vai artefakta vecumu. Ārsti izmanto izotopus jods-131 un bārijs-137 kā radioaktīvie marķieri lai atklātu sirds problēmas, smadzeņu audzējus un citas novirzes, un kobalts-60 kalpo kā starojuma avots, lai apturētu vēža audzēju attīstību.