Forskjellen mellom isotoper av samme element

Elementene er differensiert etter antall protoner i kjernen. Hydrogen har for eksempel en proton i kjernen, mens gull har 79. Protoner har en positiv ladning og veier en atommasseenhet. Kjerner inneholder vanligvis også nøytroner, som veier omtrent det samme som protoner, men har ingen ladning.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

To atomer som inneholder samme antall protoner, men forskjellige antall nøytroner, er isotoper av samme element. Massene deres er forskjellige, men de reagerer på samme måte kjemisk.

Isotoper får vanligvis ikke spesielle navn, med unntak av deuterium og tritium, som er hydrogenisotoper. I stedet merkes isotoper ganske enkelt i henhold til deres atommassetall. Dette tallet refererer til massen til elementets kjerne. Fordi protoner og nøytroner har omtrent samme vekt, er atommassetallet ganske enkelt summen av protonene og nøytronene i kjernen. Alt karbon har seks protoner, men forskjellige isotoper har forskjellige antall nøytroner. Karbon-12 er den vanligste, med seks nøytroner, men karbon-13 og karbon-14 - med henholdsvis syv og åtte nøytroner - forekommer også naturlig.

Positive og negative ladninger tiltrekker seg. For at et atom eller molekyl skal være stabilt, må det ha en nettolading på null, noe som betyr at de positive og negative ladningene avbryter hverandre. Antall positivt ladede protoner i kjernen bestemmer antall negativt ladede elektroner som kretser rundt kjernen. Kjemiske reaksjoner er drevet av samspillet mellom de positive og negative ladningene - protonene og elektronene - til forskjellige atomer. Fordi nøytroner ikke er positive eller negative, påvirker de ikke kjemiske reaksjoner. Med andre ord, forskjellige isotoper oppfører seg ikke annerledes under kjemiske reaksjoner eller når de danner forbindelser. De kjennetegnes bare etter vekt.

Det periodiske systemet viser atommassene til hvert element. Vanligvis er dette tallet et desimal snarere enn et helt tall. Dette er ikke fordi et enkelt hydrogenatom veier 1,0079 atommasseenheter - nøytroner og protoner veier hver en atommasseenhet, så ethvert gitt atom har et heltall for masse. Tallet som er oppført i det periodiske systemet, er et veid gjennomsnitt av de naturlig forekommende isotoper av et element. Nesten alt hydrogen har bare en proton og ingen nøytroner, men en liten prosentandel av hydrogen har ett eller to nøytroner og kalles deuterium eller tritium. Disse tyngre isotopene skjev gjennomsnittsvekten litt høyere.

Visse kombinasjoner av protoner og nøytroner er mer eller mindre stabile enn andre. Generelt sett bestemmes frekvensen til en isotop i naturen av dens stabilitet. De mest stabile isotoper er også de vanligste. Visse isotoper er ustabile til det punktet at de er radioaktive, noe som betyr at de over tid forfaller til et annet element eller isotop og frigjør stråling som et biprodukt. Karbon-14 og tritium, for eksempel, er begge radioaktive. Visse ekstremt radioaktive isotoper eksisterer ikke i naturen fordi de forfaller for raskt, men andre, som karbon-14, forfaller sakte og forekommer naturlig.