Isotopers stabilitet
Atomer trenger et visst forhold nøytroner til protoner for å ha en stabil kjerne. Å ha for mange eller for få nøytroner i forhold til protoner resulterer i en ustabil, eller radioaktiv, kjerne som før eller senere vil bryte ned til en mer stabil form. Denne prosessen kalles radioaktivt forfall. Mange isotoper har radioaktive kjerner, og disse isotoper blir referert til som radioisotoper. Når de forfaller, frigjør de partikler som kan være skadelige. Dette er grunnen til at radioaktive isotoper er farlige, og at arbeid med dem krever spesielle drakter for beskyttelse. Isotopen av karbon kjent som karbon-14 er et eksempel på en radioisotop. Derimot er karbonisotopene kalt karbon-12 og karbon-13 stabile.
Hele denne diskusjonen om isotoper bringer oss tilbake til Daltons Atomic Theory. Ifølge Dalton er atomer av et gitt element identiske Men hvis atomer i et gitt element kan ha forskjellige antall nøytroner, kan de også ha forskjellige masser! Hvordan gikk Dalton glipp av dette? Det viser seg at grunnstoffer som finnes i naturen eksisterer som konstant ensartede blandinger av deres naturlig forekommende isotoper. med andre ord, et stykke litium inneholder alltid begge typer naturlig forekommende litium (typen med 3 nøytroner og typen med 4 nøytroner). Videre inneholder den alltid de to i samme relative mengder (eller «relative overflod»). et stykke litium, \ (93 \% \) vil alltid være litium med 4 nøytroner, mens de resterende \ (7 \% \) alltid vil være litium med 3 nøytroner.
Dalton eksperimenterte alltid med store biter av et element – biter som inneholdt alle de naturlig forekommende isotoper av det element. Som et resultat, da han utførte målingene sine, observerte han faktisk de gjennomsnittlige egenskapene til alle de forskjellige isotoper i prøven. For de fleste av våre formål innen kjemi, vil vi gjøre det samme og håndtere den gjennomsnittlige massen til atomene. Heldigvis, bortsett fra å ha forskjellige masser, er de fleste andre egenskaper av forskjellige isotoper like.
Det er to hovedmåter som forskere ofte viser massetallet til et atom de er interessert i. Det er viktig å merke seg at massetallet ikke er oppgitt i det periodiske systemet. Disse to måtene inkluderer å skrive et kjernefysisk symbol eller ved å gi navnet på elementet med massenummeret skrevet.
For å skrive et kjernefysisk symbol, plasseres massetallet øverst til venstre (superscript) av kjemikaliet symbolet og atomnummeret er plassert nederst til venstre (abonnement) på symbolet. Det komplette kjernefysiske symbolet for helium-4 er tegnet nedenfor:
Følgende kjernefysiske symboler er for en nikkelkjerne med 31 nøytroner og en urankjerne med 146 nøytroner.
\
\
I nikkelkjernen som er representert ovenfor, indikerer atomnummeret 28 at kjernen inneholder 28 protoner, og derfor må den inneholde 31 nøytroner for å ha et massetall på 59. Urankjernen har 92 protoner, slik alle urankjerner gjør; og denne spesielle urankjernen har 146 nøytroner.
En annen måte å representere isotoper på er å legge til en bindestrek og massetallet til det kjemiske navnet eller symbolet. Dermed vil de to kjernene være Nickel-59 eller Ni-59 og Uranium-238 eller U-238, hvor 59 og 238 er henholdsvis massetallene til de to atomene. Merk at massetallene (ikke antall nøytroner) er gitt til siden av navnet.
