Vad är en isotop?
Isotoper är atomer av samma element som har lika många protoner men olika antal neutroner. Deras atomnummer är desamma, men deras massnummer är olika. Massnummer betecknas alltid av A, medan Z refererar till atomantalet av element. Atomnumret symboliserar antalet protoner i en atoms kärna och används för att identifiera elementets position på det periodiska bordet. Massantalet av en atom är antalet neutroner i kärnan. Isotoperna av element har olika fysikaliska egenskaper på grund av variationen i deras atommassor. På grund av denna skillnad har sådana isotoper olika densiteter, liksom smält- och kokpunkter. Emellertid har isotoper av ett element alltid mycket liknande kemiska egenskaper. Likheten sker eftersom endast elektronerna används i kemiska reaktioner, inte neutroner eller protoner.
Historia av isotoper
Radiochemist Fredrick Soddy föreslog först förekomsten av isotoper i 1913 efter att ha genomfört studier som innebar radioaktiva kedjans förfall. Under hans experiment insåg Soddy att fyrtio olika arter fanns mellan bly och uran, men det periodiska bordet kunde bara rymma 11-atomer. Efter att kemiska tester som utförts för att separera några av dessa element hade misslyckats föreslog han att mer än en atomtyp skulle kunna dela samma position i det periodiska bordet och namngav dem isotoper.
Exempel på isotoper
Klor innehåller två stora isotoper: klor-35 och klor-37. För att komma fram till denna slutsats har forskare upptäckt att i en klorsubstans finns proportioner av var och en av dessa isotoper totalt och det är därför som förhållanden används för att uttrycka skillnaden i kvantitet. Dessa förhållanden är användbara vid beräkning av relativa procenttal och relativa atommassor. Andra exempel på isotoper innefattar kol (kol-12 och kol-14-isotoper), syre (syre-16 och syre-18) och fosfor (fosfor-31 är den primära isotopen, även om specifika mängder fosfor-32 existerar). Isotopen av dessa föreningar anses vara stabila, och de flesta av dem har bara två isotoper. Det finns emellertid några element som bara har en isotop, bland annat fluor, beryllium, arsen, yttrium, guld, aluminium, jod, mangan, natrium och niob.
Rening av isotoper
Det finns tre huvudområden där isotoper tillämpas. Den första är separation av isotoper. Separering underlättar maximering av atomernas egenskaper enligt behov. Vid separation av lättare element, såsom deuterium och syre, finns appliceringen av gasdiffusionsmetoden. Separering av tunga ämnen som uran och plutonium sker genom masspektrometri.
Applicering av isotoper
Den första tillämpningen av isotoper är dess användning av arkeologer vid koldatering. Isotoper är två typer: stabila och radioaktiva isotoper. Stabila isotoper innehåller samma kombination av protoner och neutroner och som sådan genomgår inte sönderfall. Å andra sidan har de radioaktiva isotoperna instabila kärnor och således genomgå förfall. Det radioaktiva sönderfallet kan ta så länge som 5,730 år, såsom kolelementet. Arkeologer använder denna komponent av isotoper för att bestämma åldern hos ett föremål som finns i arkeologiska grävningar.
