Ktoré prvky sú izotopy?

Všetky prvky sú izotopy. Aj keď majú všetky atómy daného prvku rovnaké atómové číslo (počet protónov), atómová hmotnosť (počet protónov a neutrónov spolu) sa líši. Termín „izotop“ sa vzťahuje na túto variáciu atómovej hmotnosti - dva atómy s rovnakým počtom protónov a rôznym počtom neutrónov sú dva izotopy toho istého prvku.

Protóny sú kladne nabité častice v jadre atómu. Atóm ako celok nesie neutrálny náboj, takže každý kladne nabitý protón je vyvážený záporne nabitou časticou. Tieto negatívne častice - elektróny - obiehajú mimo jadra. Orbitálna konfigurácia elektrónov určuje, ako bude atóm reagovať a viazať sa na iné atómy, čo dáva každému prvku jeho špecifické chemické a fyzikálne vlastnosti. Každý prvok má jedinečné atómové číslo vytlačené nad chemickou skratkou v periodickej tabuľke.

Neutróny sú subatomárne častice, ktoré nenesú žiadny náboj, takže počet neutrónov v jadre atómu neovplyvňuje počet elektrónov ani ich orbitálnu konfiguráciu. Dva atómy s rovnakým počtom protónov a rôznym počtom neutrónov budú mať rovnaké fyzikálne a chemické vlastnosti, ale rozdielne atómové hmotnosti. Tieto dva atómy sú rozdielne izotopy toho istého prvku. Napríklad najbežnejším izotopom vodíka je H-1, čo znamená, že atóm má jeden protón a žiadne neutróny, ale existujú aj izotopy H-2 a H-3 s jedným a dvoma neutrónmi. Periodická tabuľka uvádza priemernú atómovú hmotnosť prvku pod chemickým symbolom prvku.

Ťažšie izotopy atómu sú často nestabilné a časom sa rozpadnú na ľahšie izotopy. Tento atómový rozpad uvoľňuje energiu vo forme alfa, beta a gama žiarenia. Napríklad vodík-3 je rádioaktívny a rozkladá sa na vodík-2. Všetky prvky majú rádioaktívne izotopy, ktoré sa rozpadajú rôznymi rýchlosťami. Rýchlosť rozpadu sa meria v polčasoch rozpadu - množstvo času, ktoré trvá, kým sa polovica rádioaktívnych izotopov vo vzorke daného prvku rozpadne na ľahšie izotopy. Polčas rozpadu vodíka-3 je 12,32 roka.

Vedci a zdravotnícki pracovníci vo veľkej miere využívajú rádioaktívne izotopy. Meraním množstva prirodzene sa vyskytujúceho rádioaktívneho izotopu uhlíka-14 môžu archeológovia a paleontológovia určiť približný vek fosílie alebo artefaktu. Lekári používajú izotopy jód-131 a bárium-137 rádioaktívne značkovače na detekciu problémov so srdcom, mozgových nádorov a iných abnormalít a kobalt-60 slúži ako zdroj žiarenia na zastavenie vývoja rakovinových nádorov.