Isotope sind Atome mit der gleichen Anzahl von Protonen, aber einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen. Mit anderen Worten, die Isotope haben unterschiedliche Atomgewichte. Isotope sind verschiedene Formen eines einzelnen Elements.
Es gibt 275 Isotope der 81 stabilen Elemente. Es gibt über 800 radioaktive Isotope, von denen einige natürlich und einige synthetisch sind. Jedes Element im Periodensystem hat mehrere Isotopenformen. Die chemischen Eigenschaften von Isotopen eines einzelnen Elements sind in der Regel nahezu identisch. Die Ausnahme wären die Isotope von Wasserstoff, da die Anzahl der Neutronen einen so signifikanten Einfluss auf die Größe des Wasserstoffkerns hat. Die physikalischen Eigenschaften von Isotopen unterscheiden sich voneinander, da diese Eigenschaften häufig von der Masse abhängen.
Mit Ausnahme von Wasserstoff haben die am häufigsten vorkommenden Isotope der natürlichen Elemente die gleiche Anzahl von Protonen und Neutronen. Die am häufigsten vorkommende Form von Wasserstoff ist Protium mit einem Proton und keinen Neutronen.
Die Massenzahl eines Isotops ist die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen in einem Atomkern.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Isotope anzuzeigen:
1. Listen Sie die Massennummer eines Elements nach seinem Namen oder Elementsymbol auf. Ein Isotop mit 6 Protonen und 6 Neutronen ist beispielsweise Kohlenstoff-12 oder C-12. Ein Isotop mit 6 Protonen und 7 Neutronen ist Kohlenstoff-13 oder C-16. Beachten Sie, dass die Massenzahl von zwei Isotopen gleich sein kann, obwohl es sich um unterschiedliche Elemente handelt. Zum Beispiel könnten Sie Kohlenstoff-14 und Stickstoff-14 haben.
2. Die Massennummer kann oben links in einem Elementsymbol angegeben werden. Zum Beispiel können die Isotope von Wasserstoff 1 H, 2 H und 3 H geschrieben werden.
Kohlenstoff 12 und Kohlenstoff 14 sind Kohlenstoffisotope, eines mit 6 Neutronen und eines mit 8 Neutronen (beide mit 6 Protonen). Kohlenstoff-12 ist ein stabiles Isotop, während Kohlenstoff-14 ein radioaktives Isotop ist.
Uran-235 und Uran-238 kommen auf natürliche Weise in der Erdkruste vor. Beide haben lange Halbwertszeiten. Uran-234 bildet sich als Zerfallsprodukt.
Wasserstoff hat drei Isotope.
Wenn Radioisotope radioaktiv zerfallen, kann sich das ursprüngliche Isotop von dem resultierenden Isotop unterscheiden. Das anfängliche Isotop wird als Elternisotop bezeichnet, während die durch die Reaktion erzeugten Atome als Tochterisotope bezeichnet werden. Es kann mehr als eine Art von Tochterisotop auftreten.
Wenn beispielsweise U-238 in Th-234 zerfällt, ist das Uranatom das Elternisotop, während das Thoriumatom das Tochterisotop ist.
Stabile Isotope haben eine stabile Proton-Neutron-Kombination und zeigen keine Anzeichen eines Zerfalls. Diese Stabilität ergibt sich aus der Anzahl der in einem Atom vorhandenen Neutronen. Wenn ein Atom zu viele oder zu wenige Neutronen hat, ist es instabil und neigt dazu, sich aufzulösen. Da stabile Isotope nicht zerfallen, erzeugen sie keine Strahlung oder die damit verbundenen Gesundheitsrisiken.
Radioaktive Isotope haben eine instabile Kombination von Protonen und Neutronen. Diese Isotope zerfallen und emittieren Strahlung, die Alpha-, Beta- und Gammastrahlen enthält. Wissenschaftler klassifizieren radioaktive Isotope nach ihrem Entstehungsprozess: langlebig, kosmogen, anthropogen und radiogen.
