Isotopi [ahy-Suh-tohps] sono atomi con lo stesso numero di protoni ma numeri diversi di neutroni. In altre parole, gli isotopi hanno pesi atomici diversi. Gli isotopi sono diverse forme di un singolo elemento.
Key Takeaways: isotopi
- Gli isotopi sono campioni di un elemento con un numero diverso di neutroni nei loro atomi.
- Il numero di protoni per diversi isotopi di un elemento non cambia.
- Non tutti gli isotopi sono radioattivi. Gli isotopi stabili non decadono mai o decadono molto lentamente. Gli isotopi radioattivi subiscono un decadimento.
- Quando un isotopo decade, il materiale di partenza è l'isotopo principale. Il materiale risultante è l'isotopo figlia.
Esistono 250 isotopi dei 90 elementi presenti in natura e ce ne sono oltre 3.200 radioattivo isotopi, alcuni dei quali naturali e altri sintetici.Ogni elemento nella tavola periodica ha più forme di isotopi. Il proprietà chimiche degli isotopi di un singolo elemento tendono ad essere quasi identici; le eccezioni sono gli isotopi dell'idrogeno poiché il numero di neutroni ha un effetto così significativo sulla dimensione del nucleo dell'idrogeno.
Le proprietà fisiche degli isotopi sono diverse l'una dall'altra perché queste proprietà dipendono spesso dalla massa. Questa differenza può essere usata per separare gli isotopi di un elemento l'uno dall'altro usando distillazione e diffusione frazionarie.
Ad eccezione dell'idrogeno, gli isotopi più abbondanti degli elementi naturali hanno lo stesso numero di protoni e neutroni. L'isotopo più abbondante dell'idrogeno è il protio, che ha un protone e nessun neutrone.
Notazione isotopica
Esistono un paio di modi comuni per indicare gli isotopi:
- Elencare il numero di massa di un elemento dopo il nome o il simbolo dell'elemento. Ad esempio, un isotopo con 6 protoni e 6 neutroni è carbonio-12 o C-12. Un isotopo con 6 protoni e 7 neutroni è carbonio-13 o C-16. Nota che il numero di massa di due isotopi può essere lo stesso, anche se sono elementi diversi. Ad esempio, potresti avere carbonio-14 e azoto-14.
- Il numero di massa può essere indicato nella parte in alto a sinistra del simbolo di un elemento. (Tecnicamente il numero di massa e il numero atomico dovrebbero essere impilati l'uno con l'altro, ma non sempre si allineano su un computer.) Ad esempio, gli isotopi dell'idrogeno possono essere scritti: 11H, 21H, 31H.
Esempi di isotopi
Carbon 12 e Carbon 14 sono entrambi isotopi di carbonio, uno con 6 neutroni e uno con 8 neutroni (entrambi con 6 protoni). Il carbonio-12 è un isotopo stabile, mentre il carbonio-14 è un isotopo radioattivo (radioisotopo).
L'uranio-235 e l'uranio-238 si trovano naturalmente nella crosta terrestre. Entrambi hanno lunghe emivite. L'uranio-234 si forma come prodotto di decadimento.
Origine e storia delle parole isotopiche
Il termine "isotopo" fu introdotto dal chimico britannico Frederick Soddy nel 1913, come raccomandato da Margaret Todd. La parola significa "avere lo stesso posto" dalle parole greche iso "uguale" (iso-) + topos "posto." Gli isotopi occupano lo stesso posto sulla tavola periodica anche se gli isotopi di un elemento hanno pesi atomici diversi.
Parole correlate
Isotopo (sostantivo), Isotopico (aggettivo), Isotopicamente (avverbio), Isotopo (sostantivo)
Isotopi genitore e figlia
Quando i radioisotopi subiscono un decadimento radioattivo, l'isotopo iniziale può essere diverso dall'isotopo risultante. L'isotopo iniziale è chiamato isotopo genitore, mentre gli atomi prodotti dalla reazione sono chiamati isotopi figlia. Può derivare più di un tipo di isotopo figlia.
Ad esempio, quando l'U-238 decade in Th-234, l'atomo di uranio è l'isotopo genitore, mentre l'atomo di torio è l'isotopo figlia.
Una nota sugli isotopi radioattivi stabili
Gli isotopi più stabili non subiscono il decadimento radioattivo, ma alcuni lo fanno. Se un isotopo subisce un decadimento radioattivo molto, molto lentamente, può essere definito stabile. Un esempio è il bismuto-209. Il bismuto-209 è un isotopo radioattivo stabile che subisce decadimento alfa ma ha un'emivita di 1,9 x 1019 anni (che è oltre un miliardo di volte più lungo dell'età stimata dell'universo). Il tellurio-128 subisce un decadimento beta con un'emivita stimata in 7,7 x 1024 anni.