İzotop nedir?

Her element, atom numarası ve periyodik tablodaki konumu ile gösterilen benzersiz bir proton sayısına sahiptir. Protonların yanı sıra, hidrojen hariç tüm elementlerin çekirdekleri, protonlarla aynı kütleye sahip elektriksel olarak nötr parçacıklar olan nötronları da içerir. Belirli bir elementin çekirdeğindeki proton sayısı asla değişmez, yoksa farklı bir element haline gelirdi. Ancak nötron sayısı değişebilir. Belirli bir elementin çekirdeğindeki nötron sayısındaki her değişiklik, o elementin farklı bir izotopudur.

"İzotop" kelimesi Yunanca kelimelerden gelir. iso'lar (eşit) ve topos (yer), bir elementin izotoplarının farklı atom kütlelerine sahip olmalarına rağmen periyodik tabloda aynı yeri işgal ettiğini gösteren. Çekirdekteki proton sayısına eşit olan atom numarasından farklı olarak, atom kütlesi tüm protonların ve nötronların kütlesidir.

Bir izotopu belirtmenin bir yolu, elementin sembolünü ve ardından çekirdeğindeki toplam nükleon sayısını gösteren bir sayı yazmaktır. Örneğin, bir karbon izotopunun çekirdeğinde 6 proton ve 6 nötron vardır, dolayısıyla onu C-12 olarak belirtebilirsiniz. Başka bir izotop olan C-14, iki ekstra nötrona sahiptir.

İzotopları belirtmenin başka bir yolu, öğenin sembolünden önce alt simgeler ve üst simgeler kullanmaktır. Bu yöntemi kullanarak karbon-12'yi şu şekilde belirtirsiniz: ¹²₆C ve karbon-14 olarak ¹⁴₆C. Alt simge atom numarasıdır ve üst simge atom kütlesidir.

Doğada meydana gelen her elementin birden fazla izotop formu vardır ve bilim adamları laboratuvarda çok daha fazlasını sentezlemeyi başarmışlardır. Kararlı elementlerin 275 izotopu ve 800 civarında radyoaktif izotop var. Her izotopun farklı bir atom kütlesi olduğundan, periyodik tablodaki her bir element için listelenen atom kütlesi meydana gelen her bir izotopun toplam yüzdesi ile ağırlıklandırılmış tüm izotopların kütlelerinin ortalaması doğa.

Örneğin, en temel biçiminde, hidrojen çekirdeği tek bir protondan oluşur, ancak doğal olarak oluşan iki izotop vardır, döteryum (²₁H) bir protonu ve trityum (³₁H) iki tanedir. Proton içermeyen formu açık ara en bol olduğu için, hidrojenin ortalama atom kütlesi 1'den çok farklı değildir. 1.008'dir.

Atomlar, çekirdekteki proton ve nötron sayısı eşit olduğunda en kararlıdır. Fazladan bir nötron eklemek genellikle bu kararlılığı bozmaz, ancak iki veya daha fazla eklediğinizde, nükleonları bir arada tutan bağlanma enerjisi onları tutacak kadar güçlü olmayabilir. Atomlar ekstra nötronları ve onlarla birlikte belirli bir miktarda enerjiyi fırlatır. Bu süreç radyoaktivitedir.

Atom numarası 83'ten büyük olan tüm elementler, çekirdeklerindeki çok sayıda nükleon nedeniyle radyoaktiftir. Bir atom daha kararlı bir konfigürasyona dönmek için bir nötron kaybettiğinde, kimyasal özellikleri değişmez. Bununla birlikte, daha ağır elementlerden bazıları, daha kararlı bir konfigürasyon elde etmek için bir proton bırakabilir. Bu süreç dönüşümdür çünkü atom bir proton kaybettiğinde farklı bir elemente dönüşür. Bu olduğunda, değişime uğrayan atom ana izotop, radyoaktif bozunmadan sonra kalan ise yavru izotoptur. Bir dönüşüm örneği, uranyum-238'in toryum-234'e bozunmasıdır.