Ano ang mga isotope, at bakit mahalaga ang mga ito?

Parehong proton, magkaibang neutron

Ang bawat carbon atom ay may 6 na proton. Iyan ang nagpapaging carbon dito. Ngunit hindi pare-pareho ang bilang ng neutron ng lahat ng carbon atom. Karamihan ay may 6, humigit-kumulang isa sa bawat isandaan ay may 7, at napakakaunti ang may 8.

Tinatawag na mga isotope ang mga magkakaibang bersyong ito. Galing ang salita sa mga salitang Griyego na nangangahulugang “parehong lugar,” dahil iisang kahon sa periodic table ang pinagsasaluhan ng lahat ng isotope ng isang elemento.

Walang karga ang mga neutron, kaya ang pagdaragdag o pagtatanggal sa mga ito ay hindi nagbabago sa bilang ng electron. Nakasalalay ang chemistry sa mga electron, kaya halos pareho ang kilos ng mga isotope ng isang elemento sa mga reaksyon. Ang pangunahing pagkakaiba nila ay ang kanilang masa.

Paano pinapangalanan ang mga isotope

Ang isotope ay pinapangalanan ayon sa elemento nito kasama ang mass number nito, ang kabuuan ng mga proton at neutron nito. Ang carbon-12 ay may 6 proton at 6 neutron. Ang carbon-13 ay may 6 proton at 7 neutron. Ang carbon-14 ay may 6 proton at 8 neutron.

Isinusulat din ng mga siyentipiko ang mass number sa itaas na kaliwa ng simbolo, gaya ng ¹²C at ¹⁴C. Para hanapin ang neutron, ibawas ang atomic number sa mass number: 14 − 6 = 8 para sa carbon-14.

Espesyal ang mga isotope ng hydrogen dahil may sarili silang mga pangalan. Ang karaniwang hydrogen (hydrogen-1) ay walang neutron, ang deuterium (hydrogen-2) ay may isa at ang tritium (hydrogen-3) ay may dalawa.

Bakit decimal ang mga atomic mass

Karamihan sa mga elementong matatagpuan sa kalikasan ay halo ng mga isotope. Ang atomic mass sa periodic table ay ang average na masa ng lahat ng atom na iyon, na may timbang ayon sa kung gaano karaniwan ang bawat isotope.

Malinaw na halimbawa ang chlorine. Humigit-kumulang tatlo sa bawat apat na chlorine atom ay chlorine-35, at humigit-kumulang isa sa apat ay chlorine-37. Ang average ay nasa pagitan ng dalawa ngunit mas malapit sa 35: 35.45, ang numero sa kahon ng chlorine.

Ganito rin ang carbon. Humigit-kumulang 98.9% ng mga carbon atom ay carbon-12 at humigit-kumulang 1.1% ay carbon-13, kaya ang atomic mass ng carbon ay 12.011, bahagyang higit sa 12.

17ClChlorine35.45

Matatag at radioactive na mga isotope

Maraming isotope ang matatag, ibig sabihin hindi sila kailanman nagbabago nang kusa. Ang iba ay radioactive. Hindi matatag ang kanilang mga nucleus, kaya maaga o huli ay nagkakawatak-watak sila at naglalabas ng radiation. Tinatawag itong radioactive decay, at madalas nitong ginagawang ibang elemento ang atom.

Radioactive ang carbon-14. Kapag nabulok ito, ang isa sa mga neutron nito ay nagiging proton, at ang atom ay nagiging nitrogen-14. Ang oras na kailangan para mabulok ang kalahati ng isang sample ay tinatawag na half-life nito. Para sa carbon-14, ang half-life ay humigit-kumulang 5,730 taon.

May ilang elemento na walang matatag na isotope kahit isa. Radioactive ang technetium (43), promethium (61) at bawat elementong mas mabigat kaysa sa lead (82).

Paano ginagamit ang mga isotope

Kumukuha ang mga halaman ng kaunting carbon-14 mula sa hangin, at kinukuha ito ng mga hayop sa pagkain ng mga halaman. Kapag namatay ang isang nabubuhay na bagay, huminto na ito sa pagkuha ng carbon, at dahan-dahang nabubulok ang carbon-14 nito. Sa pagsukat kung gaano pa ang natitira, mapepetsahan ng mga siyentipiko ang mga buto, kahoy at tela na umaabot sa humigit-kumulang 50,000 taong gulang. Tinatawag itong radiocarbon dating.

Gumagamit din ng mga radioactive isotope ang mga doktor. Nakatutulong ang technetium-99m sa paglikha ng mga larawan ng mga buto at organo, at ginagamot ng iodine-131 ang ilang sakit sa thyroid. Ang uranium-235, na bumubuo lamang ng humigit-kumulang 0.7% ng likas na uranium, ang panggatong sa karamihan ng mga planta ng nuclear power.