Stabilita izotopů
Atomy potřebují určitý poměr neutronů na protony, aby měly stabilní jádro. Mít příliš mnoho nebo příliš málo neutronů vzhledem k protonům vede k nestabilnímu nebo radioaktivnímu jádru, které se dříve či později rozpadne do stabilnější formy. Tento proces se nazývá radioaktivní rozpad. Mnoho izotopů má radioaktivní jádra a tyto izotopy se označují jako radioizotopy. Když se rozpadnou, uvolňují částice, které mohou být škodlivé. To je důvod, proč jsou radioaktivní izotopy nebezpečné a proč práce s nimi vyžaduje speciální ochranné obleky. Izotop uhlíku známý jako uhlík-14 je příkladem radioizotopu. Naproti tomu izotopy uhlíku zvané uhlík-12 a uhlík-13 jsou stabilní.
Celá tato diskuse o izotopech nás přivádí zpět k Daltonově atomové teorii. Podle Daltona jsou atomy daného prvku identické .Ale pokud atomy daného prvku mohou mít různý počet neutronů, pak mohou mít také různé hmotnosti! Jak to Daltonovi uniklo? Ukazuje se, že prvky nalezené v přírodě existují jako konstantní uniformní směsi jejich přirozeně se vyskytujících izotopů. jinými slovy, kousek lithia vždy obsahuje oba typy přirozeně se vyskytujícího lithia (typ se 3 neutrony a typ se 4 neutrony). Navíc vždy obsahuje dva ve stejných relativních množstvích (nebo „relativním množství“). kus lithia, \ (93 \% \) bude vždy lithium se 4 neutrony, zatímco zbývající \ (7 \% \) bude vždy lithium se 3 neutrony.
Dalton vždy experimentoval s velkými kousky prvku – kousky, které obsahovaly všechny jeho přirozeně se vyskytující izotopy živel. Výsledkem bylo, že když provedl měření, ve skutečnosti sledoval průměrné vlastnosti všech různých izotopů ve vzorku. Pro většinu našich účelů v chemii uděláme totéž a budeme se zabývat průměrnou hmotností atomů. Naštěstí, kromě toho, že mají různé hmotnosti, většina ostatních vlastností různých izotopů je podobná.
Existují dva hlavní způsoby, jak vědci často ukazují hmotnostní číslo atomu, o který se zajímají. Je důležité si uvědomit že číslo hmotnosti není uvedeno v periodické tabulce. Mezi tyto dva způsoby patří psaní jaderného symbolu nebo uvedení názvu prvku se zapsaným hmotnostním číslem.
Chcete-li napsat jaderný symbol, je hmotnostní číslo umístěno vlevo nahoře (horní index) chemické látky symbol a atomové číslo je umístěno vlevo dole (dolní index) symbolu. Celý jaderný symbol pro helium-4 je nakreslen níže:
Následující jaderné symboly jsou pro niklové jádro s 31 neutrony a uranové jádro se 146 neutrony.
\
\
V niklovém jádru znázorněném výše atomové číslo 28 naznačuje, že jádro obsahuje 28 protonů, a proto musí obsahovat 31 neutronů, aby měl hmotnostní číslo 59. Uranové jádro má 92 protonů, stejně jako všechna uranová jádra; a toto konkrétní uranové jádro má 146 neutronů.
Další způsob reprezentace izotopů je přidáním pomlčky a čísla hmotnosti k chemickému názvu nebo symbolu. Dvě jádra by tedy byla Nickel-59 nebo Ni-59 a Uranium-238 nebo U-238, kde 59 a 238 jsou hmotnostní čísla těchto dvou atomů. Všimněte si, že hromadná čísla (ne počet neutronů) jsou uvedena na straně názvu.
