Stabilità degli isotopi
Gli atomi necessitano di un determinato rapporto di neutroni ai protoni per avere un nucleo stabile. Avere troppi o troppo pochi neutroni rispetto ai protoni si traduce in un nucleo instabile o radioattivo che prima o poi si scomporrà in una forma più stabile. Questo processo è chiamato decadimento radioattivo. Molti isotopi hanno nuclei radioattivi e questi isotopi sono indicati come radioisotopi. Quando si decompongono, rilasciano particelle che possono essere dannose. Questo è il motivo per cui gli isotopi radioattivi sono pericolosi e perché lavorare con loro richiede tute speciali per la protezione. Lisotopo del carbonio noto come carbonio-14 è un esempio di radioisotopo. Al contrario, gli isotopi del carbonio chiamati carbonio-12 e carbonio-13 sono stabili.
Lintera discussione sugli isotopi ci riporta alla teoria atomica di Dalton. Secondo Dalton, gli atomi di un dato elemento sono identici . Ma se gli atomi di un dato elemento possono avere un numero diverso di neutroni, allora possono anche avere masse diverse! Come ha fatto Dalton a perdere questo? Si scopre che gli elementi trovati in natura esistono come miscele uniformi costanti dei loro isotopi presenti in natura. in altre parole, un pezzo di litio contiene sempre entrambi i tipi di litio presente in natura (il tipo con 3 neutroni e il tipo con 4 neutroni). Inoltre, contiene sempre i due nelle stesse quantità relative (o “abbondanze relative”). un pezzo di litio, \ (93 \% \) sarà sempre litio con 4 neutroni, mentre il rimanente \ (7 \% \) sarà sempre litio con 3 neutroni.
Dalton ha sempre sperimentato con grandi pezzi di un elemento – pezzi che contenevano tutti gli isotopi presenti in natura di quello elemento. Di conseguenza, quando ha eseguito le misurazioni, stava effettivamente osservando le proprietà mediate di tutti i diversi isotopi del campione. Per la maggior parte dei nostri scopi in chimica, faremo la stessa cosa e ci occuperemo della massa media degli atomi. Fortunatamente, oltre ad avere masse diverse, la maggior parte delle altre proprietà di isotopi diversi sono simili.
Ci sono due modi principali in cui gli scienziati spesso mostrano il numero di massa di un atomo a cui sono interessati. che il numero di massa non è indicato nella tavola periodica. Questi due modi includono la scrittura di un simbolo nucleare o il nome dellelemento con il numero di massa scritto.
Per scrivere un simbolo nucleare, il numero di massa è posto in alto a sinistra (apice) della sostanza chimica il simbolo e il numero atomico è posto in basso a sinistra (pedice) del simbolo. Il simbolo nucleare completo per lelio-4 è disegnato di seguito:
I seguenti simboli nucleari indicano un nucleo di nichel con 31 neutroni e un nucleo di uranio con 146 neutroni.
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Nel nucleo di nichel rappresentato sopra, il numero atomico 28 indica che il nucleo contiene 28 protoni, e quindi, deve contenere 31 neutroni per avere un numero di massa di 59. Il nucleo di uranio ha 92 protoni, come fanno tutti i nuclei di uranio; e questo particolare nucleo di uranio ha 146 neutroni.
Un altro modo di rappresentare gli isotopi è aggiungere un trattino e il numero di massa al nome o simbolo chimico. Quindi i due nuclei sarebbero Nickel-59 o Ni-59 e Uranio-238 o U-238, dove 59 e 238 sono rispettivamente i numeri di massa dei due atomi. Nota che i numeri di massa (non il numero di neutroni) sono indicati a lato del nome.
