Definition und Beispiele von Isotopen in der Chemie

Isotope [ahy-säh-tohps] sind Atome mit der gleichen Anzahl von Protonen, aber einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen. Mit anderen Worten, Isotope haben unterschiedliche Atomgewichte. Isotope sind verschiedene Formen eines einzelnen Elements.

Wichtige Imbissbuden: Isotope

• Isotope sind Proben eines Elements mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen in ihren Atomen.
• Die Anzahl der Protonen für verschiedene Isotope eines Elements ändert sich nicht.
• Nicht alle Isotope sind radioaktiv. Stabile Isotope zerfallen entweder nie oder nur sehr langsam. Radioaktive Isotope zerfallen.
• Wenn ein Isotop zerfällt, ist das Ausgangsmaterial das Ausgangsisotop. Das resultierende Material ist das Tochterisotop.

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 bilden die Isotope des Wasserstoffs, 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. Dieser Unterschied kann verwendet werden, um Isotope eines Elements durch fraktionierte Destillation und Diffusion voneinander zu trennen.

Mit Ausnahme von Wasserstoff weisen die am häufigsten vorkommenden Isotope der natürlichen Elemente die gleiche Anzahl von Protonen und Neutronen auf. Das am häufigsten vorkommende Isotop von Wasserstoff ist Protium, das ein Proton und keine Neutronen enthält.

Isotopennotation

Es gibt einige gebräuchliche Methoden, um Isotope anzuzeigen:

• 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, auch wenn es sich um verschiedene Elemente handelt. Zum Beispiel könnten Sie Kohlenstoff-14 und Stickstoff-14 haben.
• Die Massennummer kann oben links in einem Elementsymbol angegeben werden. (Technisch gesehen sollten die Massenzahl und die Ordnungszahl in einer Reihe gestapelt werden, aber nicht immer auf einem Computer.) Beispielsweise können die Isotope von Wasserstoff geschrieben werden:
  ¹₁H, ²₁H, ³₁H

Isotopen-Beispiele

Kohlenstoff 12 und Kohlenstoff 14 sind beide Isotope von Kohlenstoff, 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 (Radioisotop) ist..

Uran-235 und Uran-238 kommen auf natürliche Weise in der Erdkruste vor. Beide haben lange Halbwertszeiten. Uran-234 bildet sich als Zerfallsprodukt.

Verwandte Wörter

Isotop (noun), Isotopic (adjective), Isotopically (adverb), Isotopy (noun)

Herkunft und Geschichte von Isotopenwörtern

Der Begriff "Isotop" wurde 1913 von dem britischen Chemiker Frederick Soddy eingeführt, wie von Margaret Todd empfohlen. Das Wort bedeutet "den gleichen Ort haben" aus dem Griechischen isos "gleich" (iso-) + topos "Platz." Isotope nehmen den gleichen Platz im Periodensystem ein, obwohl Isotope eines Elements unterschiedliche Atomgewichte haben.

Eltern- und Tochter-Isotope

Wenn Radioisotope radioaktiv zerfallen, kann sich das ursprüngliche Isotop von dem resultierenden Isotop unterscheiden. Das ursprüngliche Isotop wird als Elternisotop bezeichnet, während die durch die Reaktion erzeugten Atome als Tochterisotope bezeichnet werden. Es kann mehr als eine Art von Tochterisotopen entstehen.

Wenn beispielsweise U-238 in Th-234 zerfällt, sind das Uranatom die Elternisotope, während das Thoriumatom das Tochterisotop ist.

Ein Hinweis zu stabilen radioaktiven Isotopen

Die meisten stabilen Isotope unterliegen keinem radioaktiven Zerfall, einige jedoch schon. Wenn ein Isotop sehr, sehr langsam radioaktiv zerfällt, kann es als stabil bezeichnet werden. Ein Beispiel ist Wismut-209. Bismut-209 ist ein stabiles radioaktives Isotop, das einem Alpha-Zerfall unterliegt, jedoch eine Halbwertszeit von 1,9 x 10 aufweist¹⁹ Jahre (das ist mehr als eine Milliarde Mal länger als das geschätzte Alter des Universums). Tellur-128 unterliegt einem Beta-Zerfall mit einer geschätzten Halbwertszeit von 7,7 x 10²⁴ Jahre.