ایزوتوپ چیست؟

هر عنصری دارای اتم منحصر به فرد خود است که از تعداد مشخصی از پروتون ها تشکیل شده است. تعداد پروتون ها عدد اتمی عنصر را تعیین می کند.

هر اتم به همان تعداد پروتون هایش الکترون هم دارد.

ایزوتوپ ها اتم هایی هستند که تعداد پروتون ها و الکترون هایشان یکی است، اما تعداد نوترون هایشان متفاوت است.

تغییر تعداد نوترون ها در یک اتم، عنصر را تغییر نمی دهد. اتم های عناصری با تعداد نوترون های مختلف «ایزوتوپ» های آن عنصر نامیده می شود.

نام گذاری ایزوتوپ ها

از آن جایی که نوترون ها بار الکتریکی ندارند، تغییر تعداد نوترون ها بر شیمی عنصر اثر نمی گذارد. اما جرم عنصر را تغییر می دهد.

ایزوتوپ ها به وسیله جرم هایشان شناسایی می شوند که جرم تعداد کل پروتون ها و نوترون ها است. ایزوتوپ ها به دو روش نوشته می شوند. در هر دو روش از جرم اتمی استفاده می شود. جایی که جرم = (تعداد پروتون ها) + (تعداد نوترون ها).

اولین روش این است که جرم را قبل از نماد عنصر قرار دهیم:

⁴He

¹⁴C

²³⁵U

روش دیگر این است که عنصر را بنویسیم و جرم را بعد از یک خط فاصله در کنار نام عنصر بنویسیم:

هلیوم-4 (helium-4)

کربن-14 (carbon-14)

اورانیوم-238 (uranium-238)

هیدروژن

هیدروژن تنها عنصری است که به ایزوتوپ هایش نام های مخصوصی داده شده است. هیدروژن معمولی، که تعداد نوترون هایش صفر است، پروتیوم نامیده می شود.

هیدروژن با یک نوترون، دوتریوم نامیده می شود و به هیدروژن با دو نوترون، تریتیوم گفته می شود.

یک عنصر می تواند چند ایزوتوپ داشته باشد؟

تمام عناصر دارای تعدادی ایزوتوپ هستند. هیدروژن با تنها 3 ایزوتوپ دارای حداقل تعداد ایزوتوپ ها است. عناصر با بیشترین ایزوتوپ ها سیسیوم و زنون با 36 ایزوتوپ شناخته شده هستند.

ایزوتوپ های پایدار و ناپایدار

برخی از ایزوتوپ ها پایدار هستند و بعضی ناپایدار. هنگامی که یک ایزوتوپ ناپایدار است، در طول زمان دچار واپاشی می شود و در نهایت به ایزوتوپ یا عنصر دیگر می شود.

ایزوتوپ های ناپایدار، رادیواکتیو در نظر گرفته می شوند. بیشتر عناصر موجود در طبیعت از ایزوتوپ های پایدار تشکیل شده اند. عنصری که پایدارترین ایزوتوپ ها را دارد قلع است که ده ایزوتوپ پایدار متفاوت دارد.

واقعیت های جالب درباره ایزوتوپ ها

⇐ عناصر بسیاری تنها در شکل ناپایدار یا رادیواکتیو وجود دارند. تمام عناصر غیر طبیعی یا ساخته دست انسان ایزوتوپ های رادیواکتیو هستند.

⇐ ایزوتوپ های سنگین تر، کندتر از ایزوتوپ های همان عنصر واکنش نشان می دهند.

⇐ دوتریم (ایزوتوپ هیدروژن با یک نوترون) می تواند آب با اکسیژن تشکیل دهد که آب سنگین نامیده می شود، زیرا جرم دوتریوم دو برابر جرم هیدروژن معمولی (پروتیوم) است.

⇐ 254 ایزوتوپ پایدار شناخته شده و 80 عنصر که دارای حداقل یک ایزوتوپ پایدار هستند وجود دارد.

⇐ 26 عنصر فقط یک ایزوتوپ پایدار دارند. این عناصر تک ایزوتوپ نامیده می شوند.