Innhold
Alle elementer er isotoper. Selv om alle atomer i et gitt element har samme atomnummer (antall protoner), varierer atomvekten (antall protoner og nøytroner sammen). Begrepet "isotop" refererer til denne variasjonen i atomvekt - to atomer med samme antall protoner og et annet antall nøytroner er to isotoper av samme element.
Atomnummer
Protoner er positivt ladede partikler i en atomkjerne. Et atom har som helhet en nøytral ladning, slik at hvert positivt ladet proton blir balansert av en negativt ladet partikkel. Disse negative partiklene - elektroner - går i bane utenfor kjernen. Orbitalkonfigurasjonen til elektronene bestemmer hvordan et atom vil reagere og binde seg til andre atomer, noe som gir hvert element sine spesifikke kjemiske og fysiske egenskaper. Hvert element har et unikt atomnummer redigert over den kjemiske forkortelsen på det periodiske systemet.
Atomvekt
Nøytroner er subatomære partikler som ikke har noen ladning, så antallet nøytroner i en atomkjerne påvirker ikke antall elektroner eller deres banekonfigurasjon. To atomer med samme antall protoner og et annet antall nøytroner vil ha de samme fysiske og kjemiske egenskapene, men forskjellige atomvekter. Disse to atomene er forskjellige isotoper av samme element. For eksempel er den vanligste isotopen av hydrogen H-1, noe som betyr at atomet har ett proton og ingen nøytroner, men H-2 og H-3-isotoper finnes også, med henholdsvis en og to nøytroner. Den periodiske tabellen gir en gjennomsnittlig atomvekt under elementene kjemiske symbolet.
Radioaktive isotoper
Tyngre isotoper av et atom er ofte ustabile og vil bryte ned til lettere isotoper over tid. Dette atomforfallet frigjør energi i form av alfa-, beta- og gammastråling. Hydrogen-3 er for eksempel radioaktiv og vil bryte ned til hydrogen-2. Alle elementer har radioaktive isotoper som forfaller i varierende hastighet. Forfallshastigheten måles i halveringstider - hvor lang tid det tar for halvparten av de radioaktive isotopene i en prøve av et gitt element å forfalle til lettere isotoper. Halveringstiden for hydrogen-3 er 12,32 år.
Bruk for radioaktive isotoper
Forskere og medisinske fagpersoner bruker omfattende radioaktive isotoper. Ved å måle mengden av den naturlig forekommende radioaktive isotop-karbon-14, kan arkeologer og paleontologer bestemme omtrentlig alder på et fossil eller artefakt. Leger bruker isotopene jod-131 og barium-137 som radioaktive sporstoffer for å oppdage hjerteproblemer, hjernesvulster og andre abnormiteter, og kobolt-60 fungerer som en strålingskilde for å stoppe utviklingen av kreftsvulster.