Tartalom
Minden elem izotóp. Bár egy adott elem minden atomjának azonos atomszáma (protonok száma) azonos, az atomtömeg (a protonok és a neutronok száma együtt) változik. Az "izotóp" kifejezés az atomsúly e változására vonatkozik - két atom azonos számú protonnal és eltérő számú neutronnal azonos elem két izotópja.
Atomszám
A protonok pozitív töltésű részecskék egy atommagban. Az atom egészében semleges töltést hordoz, tehát minden pozitív töltésű protont kiegyenlít egy negatívan töltött részecske. Ezek a negatív részecskék - elektronok - keringnek a magon kívül. Az elektronok orbitális konfigurációja határozza meg, hogy egy atom hogyan reagál és kötődik más atomokhoz, megadva minden elem sajátos kémiai és fizikai tulajdonságait. Minden elemnek egyedi atomszáma van, amely a periódusos kémiai rövidítés felett van.
Atomsúly
A neutronok olyan szubatomi részecskék, amelyek nem töltöttek fel, tehát az atommagban levő neutronok száma nem befolyásolja az elektronok számát vagy azok orbitális konfigurációját. Két atom azonos számú protonnal és eltérő számú neutronnal azonos fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, de eltérő atomtömeggel. Ez a két atom ugyanazon elem különböző izotópjai. Például a hidrogén leggyakoribb izotópja a H-1, azaz az atomnak van egy protonja és nincs semleges sem, de a H-2 és a H-3 izotópok is léteznek, egy és két neutronnal. A periódusos rendszer az elemek kémiai szimbóluma alatt az elemek átlagos atomtömegét adja meg.
Radioaktív izotópok
Egy atom nehezebb izotópjai gyakran instabilok, és idővel könnyebb izotópokra bomlanak. Ez az atomi bomlás energiát bocsát ki alfa, béta és gamma sugárzás formájában. Például a hidrogén-3 radioaktív és hidrogén-2-re bomlik. Minden elem radioaktív izotópokat tartalmaz, amelyek változó sebességgel bomlanak le. A bomlási sebességet a felezési időben mérik - az az időtartam, amely alatt egy adott elem mintájában szereplő radioaktív izotópok felének könnyű izotópokra bomlik. A hidrogén-3 felezési ideje 12,32 év.
Radioaktív izotópok felhasználása
A kutatók és az egészségügyi szakemberek széles körben használják a radioaktív izotópokat. A természetben előforduló radioaktív izotóp szén-14 mennyiségének mérésével a régészek és paleontológusok meghatározzák a fosszilis vagy műtárgy hozzávetőleges életkorát. Az orvosok a jód-131 és bárium-137 izotópokat használják radioaktív nyomkövetőként szívproblémák, agydaganatok és egyéb rendellenességek kimutatására, a kobalt-60 sugárforrásként szolgál a rákos daganatok kialakulásának megállításához.