Les isotopes sont des atomes avec le même nombre de protons, mais des nombres de neutrons différents. En d'autres termes, les isotopes ont des poids atomiques différents. Les isotopes sont différentes formes d'un seul élément.
Il y a 275 isotopes des 81 éléments stables. Il existe plus de 800 isotopes radioactifs, dont certains sont naturels et d'autres synthétiques. Chaque élément du tableau périodique a plusieurs formes d'isotopes. Les propriétés chimiques des isotopes d'un seul élément ont tendance à être presque identiques. L'exception serait les isotopes de l'hydrogène puisque le nombre de neutrons a un effet tellement significatif sur la taille du noyau d'hydrogène. Les propriétés physiques des isotopes sont différentes les unes des autres car ces propriétés dépendent souvent de la masse.
À l'exception de l'hydrogène, les isotopes les plus abondants des éléments naturels ont le même nombre de protons et de neutrons. La forme d'hydrogène la plus abondante est le protium, qui a un proton et pas de neutrons.
Le nombre de masse d'un isotope est le nombre total de protons et de neutrons dans un noyau atomique.
Il existe plusieurs façons courantes d'indiquer les isotopes:
1. Indiquez le numéro de masse d'un élément après son nom ou son symbole d'élément. Par exemple, un isotope avec 6 protons et 6 neutrons est le carbone-12 ou le C-12. Un isotope à 6 protons et 7 neutrons est le carbone 13 ou C-16. Notez que le nombre de masse de deux isotopes peut être le même, même s'il s'agit d'éléments différents. Par exemple, vous pourriez avoir du carbone 14 et de l'azote 14.
2. Le numéro de masse peut être indiqué dans le coin supérieur gauche d'un symbole d'élément. Par exemple, les isotopes de l'hydrogène peuvent être écrits 1 H, 2 H et 3 H.
Le carbone 12 et le carbone 14 sont des isotopes du carbone, l'un avec 6 neutrons et l'autre avec 8 neutrons (tous deux avec 6 protons). Le carbone-12 est un isotope stable, tandis que le carbone-14 est un isotope radioactif.
L'uranium 235 et l'uranium 238 sont naturellement présents dans la croûte terrestre. Les deux ont de longues demi-vies. L'uranium 234 se forme comme produit de désintégration.
L'hydrogène a trois isotopes.
Lorsque les radio-isotopes subissent une désintégration radioactive, l'isotope initial peut être différent de l'isotope résultant. L'isotope initial est appelé isotope parent, tandis que les atomes produits par la réaction sont appelés isotopes filles. Plus d'un type d'isotope fille peut en résulter.
À titre d'exemple, lorsque l'U-238 se désintègre en Th-234, l'atome d'uranium est l'isotope parent, tandis que l'atome de thorium est l'isotope fille.
Les isotopes stables ont une combinaison proton-neutron stable et ne présentent aucun signe de désintégration. Cette stabilité provient du nombre de neutrons présents dans un atome. Si un atome a trop ou pas assez de neutrons, il est instable et a tendance à se désintégrer. Étant donné que les isotopes stables ne se désintègrent pas, ils ne produisent pas de rayonnement ni les risques pour la santé associés.
Les isotopes radioactifs ont une combinaison instable de protons et de neutrons. Ces isotopes se désintègrent, émettant des rayonnements comprenant des rayons alpha, bêta et gamma. Les scientifiques classent les isotopes radioactifs en fonction de leur processus de création: longue durée de vie, cosmogénique, anthropique et radiogène.
