Varje element har ett unikt antal protoner, betecknat med dess atomnummer och dess position i det periodiska bordet. Förutom protoner innehåller kärnorna av alla element, med undantag av väte, också neutroner, vilka är elektriskt neutrala partiklar med samma massa som protoner. Antalet protoner i kärnan i ett visst element förändras aldrig, eller det skulle bli ett annat element. Antalet neutroner kan dock ändras. Varje variation i antalet neutroner i kärnan hos ett visst element är en annan isotop av det elementet.

Hur man betecknar isotoper

Ordet "isotop" kommer från de grekiska orden isos
(lika) och topos
(plats), vilket innebär att isotoper av ett element upptar samma plats i det periodiska bordet, även om de har olika atommassor. Till skillnad från atomnummer, vilket är lika med antalet protoner i kärnan, är atommassan massan av alla protoner och neutronerna.

Ett sätt att beteckna en isotop är att skriva symbolen för elementet följt av ett tal som anger det totala antalet nukleoner i dess kärna. Till exempel har en isotop av kol 6 protoner och 6 neutroner i sin kärna, så du kan beteckna det som C-12. En annan isotop, C-14, har två extra neutroner.

Ett annat sätt att beteckna isotoper är med prenumerationer och superskript före elementets symbol. Med denna metod skulle du beteckna kol-12 som ^{12 _{6C och kol-14 som 14 6C. Substratet är atomnumret och superskriften är atommassan.}}

Genomsnittlig atommassa

Varje element som förekommer i naturen har flera isotopformer, och forskare har lyckats syntetisera många fler i laboratorium. Jag är alla, det finns 275 isotoper av de stabila elementen och omkring 800 radioaktiva isotoper. Eftersom varje isotop har en annan atommassa, är atommassan som listas för varje element i det periodiska tabellen ett medelvärde av massorna av alla isotoperna viktat av den totala andelen av varje isotop som förekommer i naturen.

För Exempelvis består vätekärnan av en enda proton, men det finns två naturligt förekommande isotoper, deuterium ( ^{2 _{1H), som har ett proton och tritium ( 3 < sub> 1H), som har två. Eftersom formen som inte innehåller några protoner är överlägset mest, är den genomsnittliga atommassan av väte inte mycket annorlunda än 1. Det är 1.008.}}

Isotoper och radioaktivitet

Atomer är mest stabila när antalet protoner och neutroner i kärnan är lika. Lägga till en extra neutron stör ofta inte denna stabilitet, men när du lägger till två eller flera, kan bindningsenergin som håller nukleoner tillsammans inte vara tillräckligt stark för att hålla dem. Atomer kasta av de extra neutronerna och med dem, en viss mängd energi. Denna process är radioaktivitet.

Alla element med atomantal högre än 83 är radioaktiva på grund av det stora antalet nukleoner i deras kärnor. När en atom förlorar en neutron för att återgå till en mer stabil konfiguration, förändras inte dess kemiska egenskaper. Vissa av de tyngre elementen kan dock kasta en proton för att uppnå en stabilare konfiguration. Denna process är transmutation eftersom atomen förändras till ett annat element när det förlorar en proton. När detta händer är den atom som genomgår förändringen förälderisotopen, och den som lämnas efter det radioaktiva förfallet är dotters isotop. Ett exempel på transmutation är förfallet av uran-238 i thorium-234.