ISOTOPOS
La palabra isótopo, del griego "en el mismo sitio", se usa para indicar que todos los tipos de átomos de un mismo elemento se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica. Los átomos que son isótopos entre sí, son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo), pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Difieren pues en el número de neutrones.
Los Isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen igual número de protones y electrones (igual número atómico) pero diferente número de neutrones (difieren en su masa atómica).
Por ejemplo el Hidrógeno tiene 3 isótopos : el Protio , el deuterio y el tritio.
Protio Deuterio Tritio
| 1 | 2 | 3 | |||||||
| H | H | H | |||||||
| 1 | 1 | 1 |
Los 3 isótopos tienen un protón y un electrón, pero el protio no posee neutrones, el deuterio tiene 1 neutrón y el tritio tiene 2 neutrones.
Obviamente el átomo más pesado es el tritio (masa=3 uma), pero también es el más inestable y por tanto el menos abundante.
El isótopo más abundante es el protio (99.97 % de abundancia) , eso se confirma al observar la masa atómica del Hidrógeno en la tabla periódica y comprobar que la masa es 1.00797 , es decir al promediar la masa atómica de los isótopos con respecto al % de abundancia, el que la masa sea próxima a 1 significa que el isótopo más abundante es el protio.
Por ejemplo
El carbono tiene 3 isótopos diferentes, el C-12 , el C-13 y el C-14 , de los cuales el C-14 sólo se encuentra en trazas.Prácticamente la masa atómica representada en la tabla periódica se calcula de los isótopos C-12 y C-13 .
En la tabla periódica se tiene en la casilla del carbono, un átomo con Z = 6 y M = 12.01115, como se observa a continuación.
12.01115
| 6C |
| |
Los isótopos más abundantes del Carbono tienen ambos 6 protones y 6 electrones, pero diferente número de neutrones, 7 y 6 respectivamente :
| 13 | 12 | |
| | | |
| 6 | 6 |
La masa atómica representada en la tabla periódica se calcula promediando los isótopos y considerando el porciento de abundancia en la naturaleza. El calculo se realiza de la siguiente forma.
El Carbono 12 existe en un 98.89 % y el Carbono 13 en 1.11 %.
| 12 | x | 0.9889 | = | 11.8668 |
| 13 | x | 0.0111 | = | 0.1443 |
| | 12.0111 |
La masa atómica calculada es muy parecida o igual a la masa atómica representada en la tabla periódica, basta observar la tabla atómica para saber cuál es el isótopo más abundante.
No todos los elementos de la tabla periódica tienen isótopos (existen alrededor de 20 elementos que no tienen isótopos, estos son: Be, F, Na, Al, P,Sc,Mn,As,Y,Nb,Rh,I,Cs,Pr,Tb,Ho,Tm,Au y Bi).
El número de isótopos de los átomos es variable, pueden ser 2,3, 4, 5 y a veces hasta más.
Notación
En ciencias, específicamente en química, los isótopos se denotan por el nombre del elemento correspondiente seguido por el número másico, separados habitualmente por un guión. Algunos isótopos poseen nombres especiales. Así: hidrógeno-3 o tritio, carbono-12, carbono-14, uranio-238, etc. En forma simbólica, el número de nucleones se añade como superíndice a la izquierda del símbolo químico: 3H, 12C, 14C, 238U.
Isótopos y nucleidos
En el lenguaje común es habitual utilizar la palabra isótopo para referirse a cada especie caracterizada por un conjunto dado de valores A y Z. Estrictamente, tal especie debería ser denominada nucleido, y reservarse la palabra isótopo para los núcleidos que pertenecen a un mismo elemento. Así, los nucleidos carbono-12 y carbono-14 son isótopos del elemento carbono.
Tipos de isótopos
Si la relación entre el número de protones y de neutrones no es la apropiada para obtener la estabilidad nuclear, el isótopo es radiactivo.
Por ejemplo, en la naturaleza el carbono se presenta como una mezcla de tres isótopos con números de masa 12, 13 y 14: 12C, 13C y 14C. Sus abundancias respecto a la cantidad global de carbono son respectivamente: 98,89%, 1,11% y trazas.
Los isótopos se subdividen en isótopos estables (existen menos de 300) y no estables o isótopos radiactivos (existen alrededor de 1200). El concepto de estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi estables. Su estabilidad se debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen un tiempo de neutralización extremadamente largo, aún comparado con la edad de la Tierra.
Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural.
La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo.
Radioisótopos
Los isótopos son variantes de un elemento que difieren en el número de neutrones que poseen, manteniendo igual el número de protones. Un isótopo radiactivo de un elemento se caracteriza por tener un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emitir energía cuando cambia de esta forma a una más estable. La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica.
Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética).
Varios isótopos radiactivos artificiales tienen usos en medicina. Por ejemplo, un isótopo del tecnecio (99mTc) puede usarse para identificar vasos sanguíneos bloqueados. Varios isótopos radiactivos naturales se usan para determinar cronologías, por ejemplo, arqueológicas.