Izotopai: Chemini Elementai su Skirtingomis Branduolio Masėmis

Izotopai yra cheminių elementų variantai, kurie pasižymi tuo, kad turi tą patį branduolio krūvį, tačiau skiriasi atominėmis masėmis.
Šie atmainos, nors ir priklauso tam pačiam elementui, gali turėti skirtingas branduolio struktūras, susidedančias iš
nevienodo skaičiaus neutronų. Dėl to, kad jų cheminės savybės dažnai yra labai panašios, juos atskirti gali būti sudėtinga.

Izotopų Apibrėžimas ir Savybės

Kiekvienas atomų branduolys susideda iš nukleonų, kurių dalis yra protonai, o kita dalis – neutronai.
Izotopai skiriasi neutronų skaičiumi, o tai lemia jų atominę masę. Pavyzdžiui, du branduoliai, turintys vienodą protonų skaičių,
tačiau skirtingą neutronų skaičių, galėtų priklausyti skirtingiems elementams.

Izotopų Pavyzdžiai

Dauguma elementų turi kelis izotopus, tačiau vandenilio izotopai išsiskiria ypatingai.
Yra trys pagrindiniai vandenilio izotopai:

• Protis (^1H): lengvasis vandenilis, kurio branduolyje yra vienas protonas.
• Deuteris (^2H): sunkusis vandenilis, turintis vieną protoną ir vieną neutroną.
• Tritis (^3H): supersunkusis vandenilis su vienu protonu ir dviem neutronais.

Protis ir deuteris natūroje yra gana dažni, tuo tarpu tritis dažniausiai sintetinamas branduoliniuose reaktoriuose.

Skirtingi Izotopų Tipai

Izotopai gali būti klasifikuojami kaip stabilūs arba radioaktyvūs. Stabilūs izotopai išlieka nepakitę per laiką,
o radioaktyvūs izotopai laikui bėgant skyla, pavirsdami kitų elementų izotopais.
Pavyzdžiui, urano izotopas (^238U) per kelis radioaktyviuosius skilimo etapus gali virsti stabiliu švino izotopu (^206Pb).

Izotopų Naudojimas

Radioaktyvieji izotopai yra plačiai naudojami medicinoje, geologijoje ir energetikoje.
Jie taip pat naudojami branduoliniuose reaktoriuose ir ginkluose.
Be to, jie gali būti naudojami kaip žymekliai biologiniuose tyrimuose, siekiant suprasti įvairius biologinius procesus.

Izotopų Atskyrimas

Stabilūs izotopai dažnai atskiriami naudojant įvairius fizikos metodus, tokiais kaip elektromagnetiniai
ar difuziniai metodai. Tuo tarpu radioaktyvūs izotopai gali būti atskirti per cheminius procesus, tokius kaip
ekstrakcija ar jonų mainai.

Izotopiškai Švarūs Elementai

Elementai, turintys tik vieną izotopą, vadinami izotopiškai švariais. Periodinėje elementų lentelėje
galima rasti 21 izotopiškai švarų elementą. Pavyzdžiui, helis ir anglies izotopai yra izotopiškai švarūs.

Izotopų Lentelė

Žinome, kad elementai, turintys didesnį atominių skaičių, dažniau turi daugiau izotopų,
o polonis yra cheminis elementas, turintis daugiausiai žinomų izotopų.
Šiuo metu pasaulyje yra daugiau nei 3100 žinomų izotopų, iš kurių apie 250–275 yra stabilūs.

Daugiau informacijos apie izotopus ir jų savybes galima rasti šiuose straipsniuose:
Izotopų lentelė ir Izotopai ir atominė masė.