Estabilidade dos isótopos
Os átomos precisam de uma certa proporção de nêutrons aos prótons para terem um núcleo estável. Ter muitos ou poucos nêutrons em relação aos prótons resulta em um núcleo instável, ou radioativo, que mais cedo ou mais tarde se decomporá em uma forma mais estável. Este processo é chamado de decaimento radioativo. Muitos isótopos têm núcleos radioativos, e esses isótopos são chamados de radioisótopos. Quando se decompõem, liberam partículas que podem ser prejudiciais. É por isso que os isótopos radioativos são perigosos e trabalhar com eles requer trajes especiais de proteção. O isótopo de carbono conhecido como carbono-14 é um exemplo de radioisótopo. Em contraste, os isótopos de carbono chamados carbono-12 e carbono-13 são estáveis.
Toda essa discussão sobre isótopos nos traz de volta à Teoria Atômica de Dalton. De acordo com Dalton, os átomos de um determinado elemento são idênticos . Mas se os átomos de um determinado elemento podem ter diferentes números de nêutrons, então eles podem ter diferentes massas também! Como Dalton não percebeu isso? Acontece que os elementos encontrados na natureza existem como misturas uniformes constantes de seus isótopos que ocorrem naturalmente. outras palavras, um pedaço de lítio sempre contém os dois tipos de lítio de ocorrência natural (o tipo com 3 nêutrons e o tipo com 4 nêutrons). Além disso, ele sempre contém os dois nas mesmas quantidades relativas (ou “abundâncias relativas”). um pedaço de lítio, \ (93 \% \) sempre será lítio com 4 nêutrons, enquanto o restante \ (7 \% \) sempre será lítio com 3 nêutrons.
Dalton sempre fez experiências com grandes pedaços de um elemento – pedaços que continham todos os isótopos naturais daquele elemento. Como resultado, quando ele realizou suas medições, ele estava realmente observando as propriedades médias de todos os diferentes isótopos na amostra. Para a maioria de nossos objetivos em química, faremos a mesma coisa e lidaremos com a massa média dos átomos. Felizmente, além de terem massas diferentes, a maioria das outras propriedades de isótopos diferentes são semelhantes.
Existem duas maneiras principais pelas quais os cientistas freqüentemente mostram o número da massa de um átomo em que estão interessados. É importante notar que o número de massa não é fornecido na tabela periódica. Essas duas maneiras incluem escrever um símbolo nuclear ou dar o nome do elemento com o número de massa escrito.
Para escrever um símbolo nuclear, o número de massa é colocado no canto superior esquerdo (sobrescrito) do produto químico símbolo e o número atômico é colocado na parte inferior esquerda (subscrito) do símbolo. O símbolo nuclear completo para o hélio-4 é desenhado abaixo:
Os seguintes símbolos nucleares são para um núcleo de níquel com 31 nêutrons e um núcleo de urânio com 146 nêutrons.
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No núcleo de níquel representado acima, o número atômico 28 indica que o núcleo contém 28 prótons, e, portanto, deve conter 31 nêutrons para ter um número de massa de 59. O núcleo de urânio tem 92 prótons, como todos os núcleos de urânio têm; e este núcleo de urânio em particular tem 146 nêutrons.
Outra maneira de representar isótopos é adicionando um hífen e o número de massa ao nome ou símbolo químico. Assim, os dois núcleos seriam Níquel-59 ou Ni-59 e Urânio-238 ou U-238, onde 59 e 238 são os números de massa dos dois átomos, respectivamente. Observe que os números de massa (não o número de nêutrons) são dados ao lado do nome.
