Izotop
Atomi kemijskega elementa so lahko različnih vrst. Te se imenujejo izotopi. Imajo enako število protonov (in elektronov), vendar različno število nevtronov. Različni izotopi istega elementa imajo različne mase. Z besedo masa označujemo, koliko snovi (ali materije) nekaj ima. Stvari z različnimi masami imajo različne mase. Ker imajo različni izotopi različno število nevtronov, nimajo vsi enake teže ali mase.
Različni izotopi istega elementa imajo enako atomsko število. Imajo enako število protonov. Atomsko število je odvisno od števila protonov. Izotopi pa imajo različna masna števila, ker imajo različno število nevtronov.
Beseda izotop, ki pomeni na istem mestu, izhaja iz dejstva, da so izotopi na istem mestu v periodnem sistemu.
V nevtralnem atomu je število elektronov enako številu protonov. Izotopi istega elementa imajo enako število elektronov in elektronsko strukturo. Ker o delovanju atoma odloča njegova elektronska struktura, so izotopi kemijsko skoraj enaki, fizično pa se razlikujejo od svojih prvotnih atomov.
Težji izotopi kemijsko reagirajo počasneje kot lažji izotopi istega elementa. Ta "masni učinek" je večji pri prociju (1H) in devteriju (2H), saj ima devterij dvakrat večjo maso kot procij. Pri težjih elementih je relativno razmerje atomskih mas med izotopi veliko manjše, zato je učinek mase običajno majhen.
Izotopi vodika
Stabilnost
Atomska jedra so protoni in nevtroni, ki jih drži skupaj jedrska sila.Ker so protoni pozitivno nabiti, se med seboj odbijajo. Nevtroni, ki so nevtralni, stabilizirajo jedro. Ker so v jedru, so protoni nekoliko potisnjeni drug od drugega. To zmanjša elektrostatični odboj med protonoma. Še vedno pa delujeta s privlačno jedrsko silo drug na drugega in na protone. Za vezavo dveh ali več protonov v jedro je potreben en ali več nevtronov. Z večanjem števila protonov se povečuje tudi število nevtronov, potrebnih za stabilno jedro.
V naravi imajo nekateri elementi samo en izotop. Fluor-19 (19F) je na primer edini stabilni izotop fluora od več drugih. Drugi elementi imajo več izotopov. Ksenon ima na primer 9 izotopov. Od 81 elementov s stabilnim izotopom je največje število stabilnih izotopov za kateri koli element deset (za kositer).
Nekateri izotopi so radioaktivni. Imenujemo jih radioaktivni izotopi. Drugi niso radioaktivni. Imenujemo jih stabilni izotopi.
Vodik ima tri običajne izotope. Najpogostejši izotop vodika se imenuje protij (1H). Vodikov atom z dodatnim nevtronom (atomska masa 2) se imenuje devterij (2H). Vodik z enim protonom in dvema nevtronoma (atomska masa 3) se imenuje tritij (3H). Protij in devterij sta stabilna izotopa, tritij pa je radioaktivni izotop.
Vsi najtežji elementi v periodnem sistemu so radioaktivni. Vsi izotopi radona, torija in urana so radioaktivni, saj so zelo težki. Razlog za to so jedrske sile v jedru atoma, ki težko držijo skupaj vse delce s toliko protoni in nevtroni.
Sorodne strani
- Izotopska elektrokemija
Vprašanja in odgovori
V: Kaj so izotopi?
O: Izotopi so različne vrste atomov kemijskega elementa, ki se obnašajo zelo podobno, vendar tehtajo različno.
V: Kako se izotopi med seboj razlikujejo?
O: Atomi istega elementa imajo enako število protonov, vendar imajo različni izotopi različno število nevtronov. Zato imajo tudi različna masna števila, ki so enaka številu protonov in številu nevtronov.
V: Ali so vsi izotopi stabilni?
O: Ne, nekateri izotopi niso stabilni, zato se z radioaktivnim razpadom spremenijo v drug izotop ali element. Te izotope imenujemo radioaktivni izotopi, druge, ki niso radioaktivni, pa imenujemo stabilni izotopi.
V: Kako lahko prepoznamo izotop?
O: Izotop je običajno poimenovan z navedbo elementa in njegovega masnega števila. Na primer, ogljik-12 ali 12C je atom s 6 protoni in 6 nevtroni, medtem ko ima ogljik-14 ali 14C namesto tega 8 nevtronov.
V: Kaj pomeni izraz "izotop"?
O: Beseda "izotop" pomeni "na istem mestu" in se nanaša na to, da so vsi atomi istega elementa na istem mestu periodnega sistema.
V: Zakaj atomi z več nevtroni tehtajo več kot tisti z manj nevtroni?
O: Atomi z več nevtroni tehtajo več, ker vsebujejo dodatne delce (nevtrone), ki povečajo njihovo skupno maso v primerjavi z atomi z manj nevtroni.
