Ισότοπο

Τα τρία αυτοφυή ισότοπα του υδρογόνου. Κάθε ισότοπο έχει ένα πρωτόνιο σε όλες τις παραλλαγές υδρογόνου: η ταυτότητα του ισοτόπου δίνεται από τον αριθμό των νετρονίων. Από αριστερά προς τα δεξιά, πρώτιο (¹H) με 0 νετρόνια, δευτέριο (²H) με 1 νετρόνιο και τρίτιο (³H) με 2 n..

Ισότοπα χαρακτηρίζονται τα άτομα του ίδιου χημικού στοιχείου που έχουν διαφορετικό αριθμό νετρονίων στον πυρήνα τους.

• Ο διεθνής σήμερα όρος ισότοπο που προέρχεται ως σύνθετη λέξη εκ της ελληνικής γλώσσας ισο + τόπος, (αποδίδοντας την έννοια ίσος κατά τόπο, δηλαδή ίδια θέση στον περιοδικό πίνακα), επινοήθηκε το 1913, από τον Βρετανό χημικό Φρ. Σόντυ (Frederick Soddy).

Γενικά

Τα ισότοπα θα μπορούσαν να χαρακτηρισθούν ως διαφορετικές εκδοχές, ή παραλλαγές του ίδιου του στοιχείου. Όλα τα ισότοπα ενός στοιχείου έχουν ίδιο ατομικό αριθμό και επομένως τις ίδιες χημικές ιδιότητες, παρουσιάζοντας διαφορά μόνο στον μαζικό αριθμό. Ωστόσο τα ισότοπα μπορεί να παρουσιάζουν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες όπως για παράδειγμα στην πυκνότητα.

Ένα ισότοπο καθορίζεται από τον μαζικό αριθμό του που ονομάζεται και αριθμός νουκλεονίων. Πρόκειται για τον συνολικό αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων του ατομικού του πυρήνα. Σημειώνεται ότι οι χημικές ιδιότητες των στοιχείων εξαρτώνται από την ηλεκτρονική δομή τους που συνδέεται άμεσα με τον αριθμό πρωτονίων των πυρήνων τους. Αντίθετα τα νετρόνια δεν επηρεάζουν αυτές, πλην όμως συντελούν στη διαμόρφωση της τιμής της ατομικής μάζας των ατόμων των στοιχείων. Αυτό έχει ως συνέπεια τα ισότοπα να διακρίνονται μεταξύ τους από τις ατομικές μάζες τους. Σημαντική διαφορά μεταξύ των ισοτόπων του ίδιου ατομικού αριθμού είναι ότι τα περισσότερα ισότοπα είναι ασταθή, ενώ μερικά μόνο είναι σταθερά. Συνήθως τα ασταθή ισότοπα είναι ραδιενεργά, καλούμενα εξ αυτού "ραδιοϊσότοπα".

Αναφορά - Συμβολισμός

Κάθε ισότοπο προσδιορίζεται από το όνομα του συγκεκριμένου στοιχείου ακολουθούμενο από μία παύλα και τον μαζικό αριθμό του (π.χ. ήλιο-3, το ήλιο-4, άνθρακας-12, άνθρακας-14, ουράνιο-235, ουράνιο-239 κ.λπ.. Ως χημικό σύμβολο του ισοτόπου χρησιμοποιείται ομοίως το χημικό σύμβολο του στοιχείου, π.χ., «C» για τον άνθρακα, με δύο αριστερούς εκθέτες, έναν πάνω αριστερά και ένα κάτω επίσης αριστερά. Ο άνω εκθέτης αποδίδει τον μαζικό αριθμό του ισοτόπου, ο δε κάτω τον ατομικό αριθμό του στοιχείου όπως π.χ. ³₂He, ⁴₂He, ¹²₆C, ¹⁴₆C, ²³⁵₉₂U, και ²³⁹₉₂U.

Όπως γίνεται αντιληπτό από τα παραπάνω παραδείγματα ο κάτω αριστερός εκθέτης παραμένει σταθερός για το ίδιο στοιχείο, επειδή όμως αυτό είναι γνωστό από το σύμβολο του στοιχείου τις περισσότερες φορές παραλείπεται διατηρώντας μόνο τον άνω αριστερό εκθέτη δηλαδή του μαζικού αριθμού έτσι τα παραπάνω απλουστεύονται αντίστοιχα σε ³He, ⁴He, ¹²C, ¹⁴C, ²³⁵U, και ²³⁹U.

• Το συνηθέστερο ισότοπο του άνθρακα έχει 12 νουκλεόνια, εξ αυτού και ονομάζεται άνθρακας-12 και συμβολίζεται ¹²C.
• Χαρακτηριστικά είναι επίσης τα ισότοπα του υδρογόνου: ¹Η, ²Η και ³Η που ονομάζονται αντίστοιχα πρώτιο, δευτέριο και τρίτιο. Ο πυρήνας κάθε ισοτόπου του υδρογόνου έχει: ένα πρωτόνιο και 0 νετρόνια στο ¹Η, 1 πρωτόνιο και 1 νετρόνιο στο ²Η, 1 πρωτόνιο και 2 νετρόνια στο ³Η.

Διάκριση

Γενικά τα ισότοπα διακρίνονται σε τρεις βασικές κατηγορίες: τα ραδιενεργά, ή ραδιοϊσότοπα, τα αρχέγονα ισότοπα και τα σταθερά ισότοπα.