Isotopernas stabilitet
Atomer behöver ett visst förhållande av neutroner till protoner för att ha en stabil kärna. Att ha för många eller för få neutroner i förhållande till protoner resulterar i en instabil eller radioaktiv kärna som förr eller senare bryts ner till en mer stabil form. Denna process kallas radioaktivt förfall. Många isotoper har radioaktiva kärnor, och dessa isotoper kallas radioisotoper. När de sönderfaller släpper de ut partiklar som kan vara skadliga. Det är därför radioaktiva isotoper är farliga och varför arbete med dem kräver speciella kostymer för skydd. Isotopen av kol som kallas kol-14 är ett exempel på en radioisotop. Däremot är kolisotoperna som kallas kol-12 och kol-13 stabila.
Hela diskussionen om isotoper leder oss tillbaka till Daltons Atomic Theory. Enligt Dalton är atomer för ett givet element identiska Men om atomer av ett visst element kan ha olika antal neutroner, kan de också ha olika massor! Hur missade Dalton detta? Det visar sig att element som finns i naturen existerar som konstanta enhetliga blandningar av deras naturligt förekommande isotoper. med andra ord, en bit litium innehåller alltid båda typerna av naturligt förekommande litium (typen med 3 neutroner och typen med 4 neutroner). Dessutom innehåller den alltid de två i samma relativa mängder (eller ”relativa överflöd”). en bit litium, \ (93 \% \) kommer alltid att vara litium med 4 neutroner, medan de återstående \ (7 \% \) alltid kommer att vara litium med 3 neutroner.
Dalton experimenterade alltid med stora bitar av ett element — bitar som innehöll alla de naturligt förekommande isotoperna av det element. Som ett resultat observerade han faktiskt de genomsnittliga egenskaperna för alla de olika isotoperna i provet när han utförde sina mätningar. För de flesta av våra kemiska ändamål kommer vi att göra samma sak och hantera atommens genomsnittliga massa. Lyckligtvis, förutom att ha olika massor, är de flesta andra egenskaper hos olika isotoper lika.
Det finns två huvudsakliga sätt på vilka forskare ofta visar massantalet på en atom de är intresserade av. Det är viktigt att notera att massnumret inte anges i det periodiska systemet. Dessa två sätt inkluderar att skriva en nukleär symbol eller genom att ange namnet på elementet med massnumret skrivet.
För att skriva en nukleär symbol placeras massnumret längst upp till vänster (superscript) av kemikalien symbolen och atomnumret placeras längst ner till vänster (prenumeration) på symbolen. Den kompletta kärnkraftssymbolen för helium-4 ritas nedan:
Följande kärnkraftssymboler är för en nickelkärna med 31 neutroner och en urankärna med 146 neutroner.
\
\
I den ovan angivna nickelkärnan indikerar atomnummer 28 att kärnan innehåller 28 protoner, och därför måste den innehålla 31 neutroner för att ha ett massantal på 59. Urankärnan har 92 protoner, som alla urankärnor gör; och den här urankärnan har 146 neutroner.
Ett annat sätt att representera isotoper är att lägga till ett bindestreck och massnummer till det kemiska namnet eller symbolen. Således skulle de två kärnorna vara Nickel-59 eller Ni-59 och Uran-238 eller U-238, där 59 och 238 är massantalet för de två atomerna. Observera att massnumren (inte antalet neutroner) ges på sidan av namnet.
