Hvilke elementer er isotoper?

Alle elementene er isotoper. Selv om alle atomene til et gitt element har samme atomnummer (antall protoner), varierer atomvekten (antall protoner og nøytroner sammen). Uttrykket "isotop" refererer til denne variasjonen i atomvekt - to atomer med samme antall protoner og et annet antall nøytroner er to isotoper av samme element.

Protoner er positivt ladede partikler i atomets kjerne. Et atom, som helhet, bærer en nøytral ladning, slik at hver positivt ladede proton balanseres av en negativt ladet partikkel. Disse negative partiklene - elektroner - kretser utenfor kjernen. Elektronenes orbitalkonfigurasjon bestemmer hvordan et atom vil reagere og binde seg til andre atomer, noe som gir hvert grunnstoff sine spesifikke kjemiske og fysiske egenskaper. Hvert grunnstoff har et unikt atomnummer trykt over den kjemiske forkortelsen på det periodiske systemet.

Nøytroner er subatomære partikler som ikke har noen ladning, så antall nøytroner i atomets kjerne påvirker ikke antall elektroner eller deres banekonfigurasjon. To atomer med samme antall protoner og et annet antall nøytroner vil ha de samme fysiske og kjemiske egenskapene, men forskjellige atomvekter. Disse to atomene er forskjellige isotoper av det samme elementet. For eksempel er den vanligste isotopen av hydrogen H-1, noe som betyr at atomet har en proton og ingen nøytroner, men H-2 og H-3 isotoper eksisterer også, med henholdsvis ett og to nøytroner. Det periodiske systemet gir elementets gjennomsnittlige atomvekt under elementets kjemiske symbol.

Tyngre isotoper av et atom er ofte ustabile og vil brytes ned til lettere isotoper over tid. Dette atomforfallet frigjør energi i form av alfa-, beta- og gammastråling. Hydrogen-3 er for eksempel radioaktivt og vil brytes ned til hydrogen-2. Alle elementene har radioaktive isotoper som forfaller med varierende hastighet. Råtehastigheten måles i halveringstider - hvor lang tid det tar for halvparten av de radioaktive isotopene i en prøve av et gitt element å henfalne til lettere isotoper. Halveringstiden for hydrogen-3 er 12,32 år.

Forskere og medisinske fagpersoner bruker omfattende bruk av radioaktive isotoper. Ved å måle mengden av den naturlig forekommende radioaktive isotopen karbon-14, kan arkeologer og paleontologer bestemme den omtrentlige alderen til en fossil eller gjenstand. Legene bruker isotopene jod-131 og barium-137 som radioaktive sporstoffer for å oppdage hjerteproblemer, hjernesvulster og andre abnormiteter, og kobolt-60 fungerer som en strålekilde for å stoppe utviklingen av kreftsvulster.