Stabilitatea izotopilor
Atomii au nevoie de un anumit raport de neutroni la protoni pentru a avea un nucleu stabil. Având prea mulți sau prea puțini neutroni față de protoni rezultă un nucleu instabil sau radioactiv, care mai devreme sau mai târziu se va descompune într-o formă mai stabilă. Acest proces se numește dezintegrare radioactivă. Mulți izotopi au nuclei radioactivi, iar acești izotopi sunt denumiți radioizotopi. Când se descompun, eliberează particule care pot fi dăunătoare. Acesta este motivul pentru care izotopii radioactivi sunt periculoși și de ce lucrul cu ei necesită costume speciale pentru protecție. Izotopul carbonului cunoscut sub numele de carbon-14 este un exemplu de radioizotop. În schimb, izotopii de carbon numiți carbon-12 și carbon-13 sunt stabili.
Toată discuția despre izotopi ne aduce înapoi la teoria atomică a lui Dalton. Potrivit lui Dalton, atomii unui element dat sunt identici. Dar dacă atomii unui element dat pot avea un număr diferit de neutroni, atunci pot avea și mase diferite! Cum a ratat Dalton acest lucru? Se pare că elementele găsite în natură există ca amestecuri uniforme constante ale izotopilor lor naturali. cu alte cuvinte, o bucată de litiu conține întotdeauna ambele tipuri de litiu natural (tipul cu 3 neutroni și tipul cu 4 neutroni). Mai mult, conține întotdeauna cele două în aceleași cantități relative (sau „abundențe relative”). o bucată de litiu, \ (93 \% \) va fi întotdeauna litiu cu 4 neutroni, în timp ce restul \ (7 \% \) va fi întotdeauna litiu cu 3 neutroni.
Dalton a experimentat întotdeauna bucăți ale unui element – bucăți care conțineau toți izotopii care apar în mod natural element. Ca rezultat, când și-a efectuat măsurătorile, el a observat de fapt proprietățile medii ale tuturor diferiților izotopi din eșantion. Pentru majoritatea scopurilor noastre în chimie, vom face același lucru și ne vom ocupa de masa medie a atomilor. Din fericire, pe lângă faptul că au mase diferite, majoritatea celorlalte proprietăți ale izotopilor diferiți sunt similare.
Există două moduri principale în care oamenii de știință arată frecvent numărul de masă al unui atom de care sunt interesați. Este important de reținut că numărul de masă nu este dat pe tabelul periodic. Aceste două moduri includ scrierea unui simbol nuclear sau prin denumirea elementului cu numărul de masă scris.
Pentru a scrie un simbol nuclear, numărul de masă este plasat în partea stângă sus (supercript) a substanței chimice simbol și numărul atomic este plasat în stânga jos (indicele) simbolului. Simbolul nuclear complet pentru heliu-4 este desenat mai jos:
Următoarele simboluri nucleare sunt pentru un nucleu de nichel cu 31 de neutroni și un nucleu de uraniu cu 146 de neutroni.
\
\
În nucleul de nichel reprezentat mai sus, numărul atomic 28 indică faptul că nucleul conține 28 de protoni, și, prin urmare, trebuie să conțină 31 de neutroni pentru a avea un număr de masă de 59. Nucleul de uraniu are 92 de protoni, așa cum fac toți nucleii de uraniu; iar acest nucleu special de uraniu are 146 de neutroni.
Un alt mod de a reprezenta izotopii este prin adăugarea unei cratime și a numărului de masă la numele sau simbolul chimic. Astfel, cele două nuclee ar fi Nickel-59 sau Ni-59 și Uranium-238 sau U-238, unde 59 și 238 sunt numerele de masă ale celor doi atomi, respectiv. Rețineți că numerele de masă (nu numărul de neutroni) sunt date în partea numelui.
