Hva er en isotop?

Isotoper er atomer av samme element som har like mange protoner, men forskjellige antall nøytroner. Deres atomnummer er de samme, men deres massenummer er forskjellige. Massetall angis alltid av A, mens Z refererer til atomelementene av elementene. Atomenummeret symboliserer antall protoner i et atoms kjerne, og brukes til å identifisere elementets posisjon på det periodiske bordet. Massetallet av et atom er antall nøytroner i kjernen. Isotoper av elementer har forskjellige fysiske egenskaper på grunn av variasjonen i atommassene. På grunn av denne forskjellen har slike isotoper forskjellige tettheter, samt smelte- og kokepunkter. Imidlertid har isotoper av et element alltid meget lignende kjemiske egenskaper. Likheten skjer fordi bare elektronene brukes i kjemiske reaksjoner, ikke nøytronene eller protonene.

Historie av isotoper

Radiochemist Fredrick Soddy foreslo først forekomsten av isotoper i 1913 etter å ha gjennomført studier som involverte forfall av radioaktive kjeder. Under hans eksperimenter innså Soddy at førti forskjellige arter eksisterte mellom bly og uran, men det periodiske bordet kunne bare ta imot 11 atomer. Etter at kjemiske tester utført for å separere noen av disse elementene hadde mislyktes, foreslo han at mer enn én atomtyper kunne dele den samme posisjonen i det periodiske bordet og kalt dem isotoper.

Eksempler på isotoper

Klor inneholder to store isotoper: klor-35 og klor-37. For å komme til denne konklusjonen har forskere oppdaget at i en klor substans finnes proporsjoner av hver av disse isotoper generelt, og det er derfor forholdene brukes til å uttrykke forskjellen i kvantitet. Disse forholdene er nyttige når du beregner relative prosenter og relative atommasser. Andre eksempler på isotoper inkluderer karbon (karbon-12 og karbon-14 isotoper), oksygen (oksygen-16 og oksygen-18) og fosfor (fosfor-31 er den primære isotop, selv om spesifikke mengder fosfor-32 også eksisterer). Isotopen av disse forbindelsene anses stabile, og de fleste av dem har bare to isotoper. Imidlertid er det noen få elementer som bare har en isotop, og disse inkluderer fluor, beryllium, arsen, yttrium, gull, aluminium, jod, mangan, natrium og niob.

Rensing av isotoper

Det er tre hovedområder hvor isotoper brukes. Den første er separasjonen av isotoper. Separasjon letter til maksimering av atomenees egenskaper etter behov. Ved separering av lettere elementer som deuterium og oksygen er det anvendelse av gassdiffusjonsmetoden. Separasjon av tunge elementer som uran og plutonium skjer ved massespektrometri.

Anvendelse av isotoper

Den første anvendelsen av isotoper er dens bruk av arkeologer i karbon dating. Isotoper er to typer: stabile og radioaktive isotoper. Stabile isotoper inneholder like kombinasjon av protoner og nøytroner og som sådan, undergår ikke forfall. På den annen side har de radioaktive isotoper ustabile kjerner og gjennomgår derfor forfall. Det radioaktive henfallet kan ta så lang tid som 5.730 år, for eksempel karbonelementet. Arkeologer bruker denne komponenten av isotoper for å bestemme alderen til et objekt som finnes i arkeologiske graver.