Izotop

Atómy chemického prvku môžu existovať v rôznych typoch. Tie sa nazývajú izotopy. Majú rovnaký počet protónov (a elektrónov), ale rôzny počet neutrónov. Rôzne izotopy toho istého prvku majú rôzne hmotnosti. Hmotnosť je výraz pre to, koľko látky (alebo hmoty) niečo má. Veci s rôznou hmotnosťou majú rôznu hmotnosť. Pretože rôzne izotopy majú rôzny počet neutrónov, nemajú všetky rovnakú hmotnosť alebo rovnakú hmotnosť.

Rôzne izotopy toho istého prvku majú rovnaké atómové číslo. Majú rovnaký počet protónov. O atómovom čísle rozhoduje počet protónov. Izotopy však majú rôzne hmotnostné čísla, pretože majú rôzny počet neutrónov.

Slovo izotop, ktoré znamená na rovnakom mieste, pochádza zo skutočnosti, že izotopy sa nachádzajú na rovnakom mieste v periodickej tabuľke prvkov.

V neutrálnom atóme sa počet elektrónov rovná počtu protónov. Izotopy toho istého prvku majú tiež rovnaký počet elektrónov a rovnakú elektronickú štruktúru. Keďže o tom, ako sa atóm správa, rozhoduje jeho elektronická štruktúra, izotopy sú chemicky takmer rovnaké, ale fyzikálne sa líšia od svojich pôvodných atómov.

Ťažšie izotopy chemicky reagujú pomalšie ako ľahšie izotopy toho istého prvku. Tento "hmotnostný efekt" je väčší v prípade protónia (^1H) a deutéria (^2H), pretože deutérium má dvakrát väčšiu hmotnosť ako protórium. Pri ťažších prvkoch je pomer relatívnych atómových hmotností medzi izotopmi oveľa menší a hmotnostný efekt je zvyčajne malý.

Izotopy vodíka

Stabilita

Atómové jadrá sú protóny a neutróny, ktoré drží pohromade jadrová sila.

Keďže protóny sú kladne nabité, navzájom sa odpudzujú. Neutróny, ktoré sú neutrálne, stabilizujú jadro. Pretože sa nachádzajú v jadre, protóny sa mierne od seba vzďaľujú. Tým sa znižuje elektrostatické odpudzovanie medzi protónmi. Stále však na seba navzájom a na protóny pôsobia príťažlivou jadrovou silou. Na to, aby sa dva alebo viac protónov spojilo do jadra, je potrebný jeden alebo viac neutrónov. S rastúcim počtom protónov sa zvyšuje aj počet neutrónov potrebných na vytvorenie stabilného jadra.

Niektoré prvky majú v prírode len jeden izotop. Napríklad fluór-19 (^19F) je jediný stabilný izotop fluóru z viacerých. Iné prvky majú veľa izotopov. Napríklad xenón má 9 izotopov. Z 81 prvkov so stabilným izotopom je najväčší počet stabilných izotopov pre akýkoľvek prvok desať (pre prvok cín).

Niektoré izotopy sú rádioaktívne. Tie sa nazývajú rádioaktívne izotopy. Iné nie sú rádioaktívne. Tie sa nazývajú stabilné izotopy.

Vodík má tri bežné izotopy. Najbežnejší izotop vodíka sa nazýva protón (^1H). Atóm vodíka s neutrónom navyše (atómová hmotnosť 2) sa nazýva deutérium (^2H). Vodík s jedným protónom a dvoma neutrónmi (atómová hmotnosť 3) sa nazýva trícium (^3H). Protón a deutérium sú stabilné izotopy, zatiaľ čo trícium je rádioaktívny izotop.

Všetky najťažšie prvky v periodickej tabuľke sú rádioaktívne. Všetky izotopy radónu, tória a uránu sú rádioaktívne, pretože sú veľmi ťažké. Je to preto, že jadrové sily v jadre atómu majú problém udržať pohromade všetky častice s toľkými protónmi a neutrónmi vo vnútri.

Súvisiace stránky

Izotopová elektrochémia

Otázky a odpovede

Otázka: Čo sú izotopy?

Odpoveď: Izotopy sú rôzne typy atómov chemického prvku, ktoré majú veľmi podobné správanie, ale vážia rôzne množstvo.

Otázka: Čím sa izotopy navzájom líšia?

Odpoveď: Atómy toho istého prvku majú rovnaký počet protónov, ale rôzne izotopy majú rôzny počet neutrónov. V dôsledku toho majú aj rôzne hmotnostné čísla, čo je počet protónov plus počet neutrónov.

Otázka: Sú všetky izotopy stabilné?

Odpoveď: Nie, niektoré izotopy nie sú stabilné, takže sa rádioaktívnym rozpadom menia na iný izotop alebo prvok. Tieto izotopy sa nazývajú rádioaktívne, zatiaľ čo iné, ktoré nie sú rádioaktívne, sa nazývajú stabilné izotopy.

Otázka: Ako sa dá izotop identifikovať?

Odpoveď: Izotop sa zvyčajne pomenuje tak, že sa uvedie prvok a jeho hmotnostné číslo. Napríklad uhlík-12 alebo 12C je atóm so 6 protónmi a 6 neutrónmi, zatiaľ čo uhlík-14 alebo 14C má namiesto toho 8 neutrónov.

Otázka: Čo znamená "izotop"?

Odpoveď: Slovo "izotop" znamená "na tom istom mieste", čo znamená, že všetky atómy toho istého prvku sa nachádzajú na tom istom mieste v periodickej tabuľke prvkov.

Otázka: Prečo atómy s väčším počtom neutrónov vážia viac ako atómy s menším počtom neutrónov?

Odpoveď: Atómy s väčším počtom neutrónov vážia viac, pretože obsahujú ďalšie častice (neutróny), ktoré zvyšujú ich celkovú hmotnosť v porovnaní s atómami s menším počtom neutrónov.