องค์ประกอบใดบ้างที่เป็นไอโซโทป?

ธาตุทั้งหมดเป็นไอโซโทป แม้ว่าอะตอมทั้งหมดของธาตุที่กำหนดจะมีเลขอะตอมเท่ากัน (จำนวนโปรตอน) แต่น้ำหนักอะตอม (จำนวนโปรตอนและนิวตรอนรวมกัน) จะแตกต่างกันไป คำว่า "ไอโซโทป" หมายถึงความแปรผันของน้ำหนักอะตอม -- สองอะตอมที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากันและจำนวนนิวตรอนต่างกันเป็นไอโซโทปสองไอโซโทปของธาตุเดียวกัน

โปรตอนเป็นอนุภาคที่มีประจุบวกในนิวเคลียสของอะตอม อะตอมโดยรวมมีประจุเป็นกลาง ดังนั้นโปรตอนที่มีประจุบวกแต่ละตัวจะมีความสมดุลโดยอนุภาคที่มีประจุลบ อนุภาคลบเหล่านี้ -- อิเล็กตรอน -- โคจรรอบนอกนิวเคลียส การกำหนดค่าการโคจรของอิเล็กตรอนเป็นตัวกำหนดว่าอะตอมจะทำปฏิกิริยาและพันธะกับอะตอมอื่นอย่างไร ทำให้แต่ละองค์ประกอบมีลักษณะทางเคมีและทางกายภาพเฉพาะ แต่ละธาตุมีเลขอะตอมที่ไม่ซ้ำกันพิมพ์อยู่เหนือตัวย่อทางเคมีในตารางธาตุ

นิวตรอนเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่ไม่มีประจุ ดังนั้นจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอมจึงไม่ส่งผลต่อจำนวนอิเล็กตรอนหรือโครงสร้างการโคจรของอิเล็กตรอน อะตอมสองอะตอมที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากันและจำนวนนิวตรอนต่างกันจะมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีเหมือนกัน แต่มีน้ำหนักอะตอมต่างกัน อะตอมทั้งสองนี้เป็นไอโซโทปที่แตกต่างกันของธาตุเดียวกัน ตัวอย่างเช่น ไอโซโทปของไฮโดรเจนที่พบมากที่สุดคือ H-1 ซึ่งหมายความว่าอะตอมมีโปรตอนหนึ่งตัวและไม่มีนิวตรอน แต่มีไอโซโทป H-2 และ H-3 ด้วย โดยมีหนึ่งและสองนิวตรอนตามลำดับ ตารางธาตุให้น้ำหนักอะตอมเฉลี่ยของธาตุใต้สัญลักษณ์ทางเคมีของธาตุ

ไอโซโทปที่หนักกว่าของอะตอมมักจะไม่เสถียรและจะแตกตัวเป็นไอโซโทปที่เบากว่าเมื่อเวลาผ่านไป การสลายตัวของอะตอมนี้จะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสีอัลฟา เบต้า และแกมมา ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจน-3 มีกัมมันตภาพรังสี และจะแตกตัวเป็นไฮโดรเจน-2 องค์ประกอบทั้งหมดมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่สลายตัวในอัตราที่แตกต่างกัน อัตราการสลายตัววัดเป็นครึ่งชีวิต - ระยะเวลาที่ใช้ในการสลายไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีครึ่งหนึ่งในตัวอย่างของธาตุที่กำหนดเพื่อสลายเป็นไอโซโทปที่เบากว่า ครึ่งชีวิตของไฮโดรเจน-3 คือ 12.32 ปี

นักวิจัยและผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ใช้ประโยชน์จากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีอย่างกว้างขวาง โดยการวัดปริมาณของไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีคาร์บอน-14 ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ นักโบราณคดีและนักบรรพชีวินวิทยาสามารถระบุอายุโดยประมาณของฟอสซิลหรือสิ่งประดิษฐ์ได้ แพทย์ใช้ไอโซโทปไอโอดีน-131 และแบเรียม-137 as สารกัมมันตภาพรังสี เพื่อตรวจหาปัญหาหัวใจ เนื้องอกในสมอง และความผิดปกติอื่นๆ และโคบอลต์-60 ทำหน้าที่เป็นแหล่งรังสีเพื่อหยุดการพัฒนาของเนื้องอกมะเร็ง