Što je izotop?

Izotopi su atomi istog elementa koji imaju jednak broj protona, ali različit broj neutrona. Njihovi atomski brojevi su isti, ali njihovi maseni brojevi su različiti. Maseni brojevi su uvijek označeni s A, dok se Z odnosi na atomski broj elemenata. Atomski broj simbolizira broj protona u jezgri atoma i koristi se za identifikaciju položaja elementa na periodnom sustavu. Maseni broj atoma je broj neutrona u njegovoj jezgri. Izotopi elemenata imaju različita fizikalna svojstva zbog varijacija u njihovim atomskim masama. Zbog te razlike, takvi izotopi imaju različite gustoće, kao i točke taljenja i vrenja. Međutim, izotopi elementa uvijek imaju vrlo slična kemijska svojstva. Sličnost se događa jer se u kemijskim reakcijama koriste samo elektroni, a ne neutroni ili protoni.

Povijest izotopa

Radiokemičar Fredrick Soddy prvi je sugerirao postojanje izotopa 1913. nakon provedbe studija koje su uključivale raspad radioaktivnih lanaca. Tijekom svojih eksperimenata, Soddy je shvatio da između olova i urana postoji četrdeset različitih vrsta, ali periodni sustav može primiti samo 11 atoma. Nakon što su kemijska ispitivanja provedena kako bi se odvojili neki od tih elemenata nije uspio, on je predložio da više od jednog tipa atoma može dijeliti istu poziciju u periodnom sustavu i nazvati ih izotopima.

Primjeri izotopa

Klor sadrži dva glavna izotopa: klor-35 i klor-37. Da bi došli do ovog zaključka, znanstvenici su otkrili da u tvarima klora, udjeli svakog od tih izotopa postoje općenito, i zbog toga se za iskazivanje razlike u količini koriste omjeri. Ovi omjeri su korisni pri izračunavanju relativnih postotaka i relativnih atomskih masa. Drugi primjeri izotopa uključuju ugljik (ugljik-12 i izotopi ugljika-14), kisik (kisik-16 i kisik-18) i fosfor (fosfor-31 je primarni izotop, iako postoje i specifične količine fosfora-32). Izotopi ovih spojeva smatraju se stabilnima, a većina njih ima samo dva izotopa. Međutim, postoji nekoliko elemenata koji imaju samo jedan izotop, a oni uključuju fluor, berilij, arsen, itrij, zlato, aluminij, jod, mangan, natrij i niobij.

Pročišćavanje izotopa

Postoje tri glavna područja u kojima se primjenjuju izotopi. Prvi je odvajanje izotopa. Odvajanje olakšava maksimiziranje svojstava atoma prema potrebi. Kod odvajanja lakših elemenata kao što su deuterij i kisik primjenjuje se metoda difuzije plina. Odvajanje teških elemenata kao što je uran i plutonij odvija se masenom spektrometrijom.

Primjena izotopa

Prva primjena izotopa je njezino korištenje od strane arheologa u datiranju ugljika. Izotopi su dvije vrste: stabilni i radioaktivni izotopi. Stabilni izotopi sadrže jednaku kombinaciju protona i neutrona i kao takvi ne prolaze kroz propadanje. S druge strane, radioaktivni izotopi imaju nestabilne jezgre i tako propadaju. Radioaktivni raspad može potrajati i do 5.730 godina, kao što je ugljični element. Arheolozi koriste ovu komponentu izotopa za određivanje starosti predmeta pronađenog u arheološkim iskopinama.