Isotopernes stabilitet
Atomer har brug for et bestemt forhold mellem neutroner til protoner for at have en stabil kerne. At have for mange eller for få neutroner i forhold til protoner resulterer i en ustabil eller radioaktiv kerne, der før eller senere bryder ned til en mere stabil form. Denne proces kaldes radioaktivt henfald. Mange isotoper har radioaktive kerner, og disse isotoper kaldes radioisotoper. Når de henfalder, frigiver de partikler, der kan være skadelige. Derfor er radioaktive isotoper farlige, og hvorfor arbejde med dem kræver specielle dragter til beskyttelse. Isotopen af kulstof kendt som kulstof-14 er et eksempel på en radioisotop. I modsætning hertil er carbonisotoperne kaldet carbon-12 og carbon-13 stabile.
Hele denne diskussion af isotoper bringer os tilbage til Daltons Atomic Theory. Ifølge Dalton er atomer af et givet element identiske Men hvis atomer i et givet element kan have forskellige antal neutroner, så kan de også have forskellige masser! Hvordan gik Dalton glip af dette? Det viser sig, at grundstoffer, der findes i naturen, eksisterer som konstant ensartede blandinger af deres naturligt forekommende isotoper. med andre ord, et stykke lithium indeholder altid begge typer naturligt forekommende lithium (typen med 3 neutroner og typen med 4 neutroner). Desuden indeholder den altid de to i de samme relative mængder (eller “relative overflader”). et stykke lithium, \ (93 \% \) vil altid være lithium med 4 neutroner, mens de resterende \ (7 \% \) altid vil være lithium med 3 neutroner.
Dalton eksperimenterede altid med store klumper af et element — klumper, der indeholdt alle de naturligt forekommende isotoper af det element. Som et resultat, da han udførte sine målinger, observerede han faktisk de gennemsnitlige egenskaber for alle de forskellige isotoper i prøven. For de fleste af vores formål inden for kemi vil vi gøre det samme og håndtere atomernes gennemsnitlige masse. Heldigvis bortset fra at have forskellige masser, er de fleste andre egenskaber ved forskellige isotoper ens.
Der er to hovedmåder, hvorpå forskere ofte viser massetallet for et atom, de er interesseret i. Det er vigtigt at bemærke at massenummeret ikke er angivet i det periodiske system. Disse to måder inkluderer at skrive et nukleart symbol eller ved at give navnet på elementet med massenummeret skrevet.
For at skrive et nukleart symbol placeres massenummeret øverst til venstre (superscript) af kemikaliet symbolet, og atomnummeret er placeret nederst til venstre (symbol). Det komplette nukleare symbol for helium-4 er tegnet nedenfor:
Følgende nukleare symboler er for en nikkelkerne med 31 neutroner og en urankerne med 146 neutroner.
\
\
I nikkelkernen, der er repræsenteret ovenfor, angiver atomnummeret 28, at kernen indeholder 28 protoner, og derfor skal den indeholde 31 neutroner for at have et massetal på 59. Urankernen har 92 protoner, som alle urankerner har; og denne særlige urankerne har 146 neutroner.
En anden måde at repræsentere isotoper er ved at tilføje en bindestreg og massenummeret til det kemiske navn eller symbol. Således ville de to kerner være Nickel-59 eller Ni-59 og Uran-238 eller U-238, hvor 59 og 238 er henholdsvis massetallene for de to atomer. Bemærk, at massetallene (ikke antallet af neutroner) gives til siden af navnet.
