Care elemente sunt izotopi?

Toate elementele sunt izotopi. Deși toți atomii unui element dat au același număr atomic (numărul de protoni), greutatea atomică (numărul de protoni și neutroni împreună) variază. Termenul "izotop" se referă la această variație a greutății atomice - doi atomi cu același număr de protoni și un număr diferit de neutroni sunt doi izotopi ai aceluiași element.

Protonii sunt particule încărcate pozitiv în nucleul unui atom. Un atom, ca întreg, poartă o sarcină neutră, astfel încât fiecare proton încărcat pozitiv este echilibrat de o particulă încărcată negativ. Aceste particule negative - electroni - orbitează în afara nucleului. Configurația orbitală a electronilor determină modul în care un atom va reacționa și se va lega de alți atomi, oferind fiecărui element caracteristicile sale chimice și fizice specifice. Fiecare element are un număr atomic unic imprimat deasupra abrevierii chimice de pe tabelul periodic.

Neutronii sunt particule subatomice care nu sunt încărcate, deci numărul de neutroni din nucleul unui atom nu afectează numărul de electroni sau configurația lor orbitală. Doi atomi cu același număr de protoni și un număr diferit de neutroni vor avea aceleași proprietăți fizice și chimice, dar greutăți atomice diferite. Acești doi atomi sunt izotopi diferiți ai aceluiași element. De exemplu, cel mai comun izotop al hidrogenului este H-1, ceea ce înseamnă că atomul are un proton și nu are neutroni, dar există și izotopi H-2 și H-3, cu unul și respectiv doi neutroni. Tabelul periodic oferă greutatea atomică medie a unui element sub simbolul chimic al elementului.

Izotopii mai grei ai unui atom sunt adesea instabili și se vor descompune în izotopi mai ușori în timp. Această dezintegrare atomică eliberează energie sub formă de radiații alfa, beta și gamma. Hidrogen-3, de exemplu, este radioactiv și se va descompune în hidrogen-2. Toate elementele au izotopi radioactivi care se descompun la viteze diferite. Rata de descompunere este măsurată în timpii de înjumătățire - cantitatea de timp necesară pentru ca jumătate din izotopii radioactivi dintr-un eșantion dintr-un anumit element să se descompună în izotopi mai ușori. Timpul de înjumătățire pentru hidrogen-3 este de 12,32 ani.

Cercetătorii și profesioniștii din domeniul medical utilizează pe larg isotopii radioactivi. Măsurând cantitatea de izotop radioactiv carbon-14 natural, arheologii și paleontologii pot determina vârsta aproximativă a unei fosile sau a unui artefact. Medicii folosesc izotopii iod-131 și bariu-137 ca trasoare radioactive pentru a detecta probleme cardiace, tumori cerebrale și alte anomalii, iar cobalt-60 servește ca sursă de radiații pentru a opri dezvoltarea tumorilor canceroase.