Isotoopit

Isotoopit

Tietoja atomeista ja elementeistä

Opimme atomeja ja elementtejä osiot, että jokaisella elementillä on oma ainutlaatuinen atomi, joka koostuu tietystä määrästä protoneja. Protonien lukumäärä määrittää elementin atomiluvun. Jokaisella atomilla on myös sama määrä elektroneja kuin protoneilla.

Mikä on isotooppi?

Isotoopit ovat atomeja, joilla on sama määrä protoneja ja elektroneja, mutta eri määrä neutroneja. Neutronien lukumäärän muuttaminen atomissa ei muuta elementtiä. Elementtien atomeja, joilla on erilainen määrä neutroneja, kutsutaan kyseisen elementin 'isotoopeiksi'.

Kolme vedyn isotooppia
Isotooppien nimeäminen

Koska neutroneilla ei ole sähkövarausta, neutronien lukumäärän muuttaminen ei vaikuta elementin kemiaan. Se muuttaa kuitenkin elementin massaa. Isotoopit tunnistetaan niiden massan perusteella, joka on protonien ja neutronien kokonaismäärä.



Isotooppeja kirjoitetaan yleensä kahdella tavalla. Molemmat käyttävät atomin massaa missä massa = (protonien lukumäärä) + (neutronien lukumäärä) . Ensimmäinen tapa on laittaa massa yläindeksiin elementin symbolin eteen:
  • 4Hän
  • 14C
  • 235U
Toinen tapa on kirjoittaa elementti ja kirjoittaa massa viivan jälkeen elementin nimen viereen:
  • helium-4
  • hiili-14
  • uraani-238
Vety

Vety on ainoa elementti, jossa isotoopeille annetaan erityisiä nimiä. Tavallista vetyä, jolla on nolla neutronia, kutsutaan protiumiksi. Vetyä, jossa on yksi neutroni, kutsutaan deuteriumiksi ja vetyä, jossa on kaksi neutronia, kutsutaan tritiumiksi. Katso kuva sivun yläosassa.

Kuinka monta isotooppia elementillä voi olla?

Kaikissa alkuaineissa on useita isotooppeja. Vedyssä on vähiten isotooppeja, vain kolme. Eniten isotooppeja ovat cesium ja ksenoni, joissa on 36 tunnettua isotooppia.

Vakaa ja epävakaa isotooppi

Jotkut isotoopit ovat vakaita ja toiset epävakaita. Kun isotooppi on epävakaa, se hajoaa ajan myötä ja lopulta se muuttuu toiseksi isotoopiksi tai elementiksi. Epävakaat isotoopit otetaan huomioon radioaktiivinen . Suurin osa luonnossa esiintyvistä alkuaineista koostuu vakaista isotoopeista. Vakaimpien isotooppien sisältävä elementti on tina, jolla on kymmenen erilaista stabiilia isotooppia.

Mielenkiintoisia faktoja isotoopeista
  • Monet elementit ovat olemassa vain epävakaassa tai radioaktiivisessa muodossa.
  • Kaikki ei-luonnolliset tai ihmisen tekemät alkuaineet ovat radioaktiivisia isotooppeja.
  • Raskemmat isotoopit reagoivat yleensä hitaammin kuin saman alkuaineen kevyemmät isotoopit.
  • Deuterium (vetyisotooppi, jossa on yksi neutroni) voi muodostaa vettä hapen kanssa. Tätä kutsutaan 'raskaksi vedeksi', koska deuteriumissa on kaksi kertaa normaalin vedyn massa (protium).
  • Tunnettuja on 254 stabiilia isotooppia ja 80 alkuaineita, joissa on ainakin yksi stabiili isotooppi.
  • 26 elementillä on vain yksi stabiili isotooppi. Näitä elementtejä kutsutaan monoisotoopiksi.