Sadržaj
Svi su elementi izotopi. Iako svi atomi određenog elementa imaju isti atomski broj (broj protona), atomska masa (broj protona i neutrona zajedno) varira. Izraz "izotop" odnosi se na ovu varijaciju atomske težine - dva atoma s istim brojem protona i različitim brojem neutrona dva su izotopa istog elementa.
Atomski broj
Protoni su čestice pozitivno nabijene u jezgri atoma. Atom u cjelini nosi neutralni naboj, tako da je svaki pozitivno nabijeni proton uravnotežen s negativno nabijenom česticom. Te negativne čestice - elektroni - orbitiraju izvan jezgre. Orbitalna konfiguracija elektrona određuje kako će atom reagirati i vezati se za ostale atome, dajući svakom elementu svoje specifične kemijske i fizičke karakteristike. Svaki element ima jedinstveni atomski broj ed iznad kemijske kratice na periodičnoj tablici.
Atomska težina
Neutroni su subatomske čestice koje ne nose naboj, tako da broj neutrona u jezgru atoma ne utječe na broj elektrona ili njihovu orbitalnu konfiguraciju. Dva atoma s istim brojem protona i različitim brojem neutrona imat će ista fizička i kemijska svojstva, ali različite atomske težine. Ova dva atoma su različiti izotopi istog elementa. Na primjer, najčešći izotop vodika je H-1, što znači da atom ima jedan proton i nema neutrona, ali postoje i H-2 i H-3 izotopi, s jednim i dva neutrona. Periodna tablica daje elementima prosječnu atomsku masu ispod simbola elemenata elemenata.
Radioaktivni izotopi
Teži izotopi atoma često su nestabilni i s vremenom će se raspasti na lakše izotope. Ovaj raspad atoma oslobađa energiju u obliku alfa, beta i gama zračenja. Primjerice, vodik-3 je radioaktivan i razgradit će se u vodik-2. Svi elementi imaju radioaktivne izotope koji propadaju različitim brzinama. Brzina propadanja mjeri se u poluživotu - količinu vremena koje je potrebno da polovica radioaktivnih izotopa u uzorku određenog elementa propadne u lakše izotope. Poluvrijeme vodika-3 je 12,32 godine.
Koristi za radioaktivne izotope
Istraživači i medicinski stručnjaci široko koriste radioaktivne izotope. Mjerenjem količine prirodno radioaktivnog izotopa ugljika-14 arheolozi i paleontolozi mogu utvrditi približnu starost fosila ili artefakta. Liječnici koriste izotope jod-131 i barij-137 kao radioaktivne tragače za otkrivanje srčanih problema, tumora mozga i drugih abnormalnosti, a kobalt-60 služi kao izvor zračenja za zaustavljanje razvoja karcinoma.