Isòtop

Els isòtops d'un element químic són àtoms amb el mateix nombre atòmic però diferent nombre màssic. És a dir, els seus nuclis atòmics tenen el mateix nombre de protons però diferent nombre de neutrons. El nom ve del grec isos, mateix, i topos, lloc, a causa del fet que ocupen el mateix lloc en la Taula periòdica dels elements.

Els isòtops d'un mateix element, tenen el mateix nombre atòmic, Z, però diferent nombre màssic, A.

Per exemple, aquests són els principals isòtops de l'hidrogen;

¹H o hidrogen-1 : hidrogen amb un protó i cap neutró, Z=1, A=1, també anomenat proti.
²H o hidrogen-2 : hidrogen amb un protó i un neutró, Z=1, A=2, també anomenat deuteri.
³H o hidrogen-3: hidrogen amb un protó i dos neutrons, Z=1, A=3, també anomenat triti.

Contingut

1 Introducció
2 Aplicacions dels isòtops
- 2.1 Utilització de les propietats químiques
- 2.2 Utilització de les propietats nuclears
3 Vegeu també
4 Referències
5 Enllaços externs

Introducció[modifica | modifica el codi]

Variació de l'estabilitat dels isòtops segons el seu nombre atòmic i nombre màssic.

En la nomenclatura científica, els isòtops es denoten pel nom del corresponent element, seguit pel nombre màssic, separats habitualment per un guió, encara que alguns d'ells posseïxen noms especials. Així: hidrogen-3 o triti, carboni-12, carboni-14, urani-238, etc. En forma simbòlica, el nombre de nucleons s'afegix com superíndex a l'esquerra del símbol químic: ³H, ¹²C, ¹⁴C, ²³⁸U.

Les propietats químiques dels isòtops d'un mateix àtom són les mateixes. En canvi, les propietats físiques dels nuclis atòmics poden ser molt diferents. Per exemple, el temps de vida mitjana dels isòtops 12 i 14 del carboni és molt diferent, cosa que es pot aprofitar per datar mostres d'interès històric o arqueològic d'origen orgànic.

Si la relació entre el nombre de protons i de neutrons no és l'apropiat per a obtenir l'estabilitat nuclear, l'isòtop és inestable, i per tant radioactiu.

En el llenguatge comú és habitual utilitzar la paraula isòtop per a referir-se a cada espècie caracteritzada per un determinat conjunt del valor Z i A. Estrictament, tal espècie hauria de ser denominada núclid, i reservar-se la paraula isòtop per als núclids que pertanyen a un mateix element. Així, els núclids carboni-12 i carboni-14 són isòtops de l'element carboni.

'*Isòtop'*s més abundants
**en el Sistema solar**^[1]
Isòtop	Nuclis per milió
Hidrogen-1	705.700
Hidrogen -2	23
Heli-4	275.200
Heli-3	35
Oxigen-16	5.920
Carboni-12	3.032
Carboni-13	37
Neó-20	1.548
Neó-22	208
Ferro-56	1.169
Ferro-54	72
Ferro-57	28
Nitrogen-14	1.105
Silici-28	653
Silici-29	34
Silici-30	23
Magnesi-24	513
Magnesi-26	79
Magnesi-25	69
Sofre-32	396
Argó-36	77
Calci-40	60
Alumini-27	58
Níquel-58	49
Sodi-23	33

Aplicacions dels isòtops[modifica | modifica el codi]

Existeixen nombroses aplicacions que utilitzen les diferències de propietats entre diferents isòtops del mateix element;

Utilització de les propietats químiques[modifica | modifica el codi]

Amb el marcatge isotòpic, s'usen isòtops inusuals com a marcadors de reaccions químiques. Els isòtops afegits reaccionen químicament igual que els presents, però després es poden identificar per espectrometria de masses o espectroscòpia infraroja. Si s'usen radioisòtops, es poden detectar també gràcies a les radiacions que emeten i la tècnica s'anomena marcatge radioactiu o marcatge radioisotòpic.

La datació radioactiva és una tècnica similar, però en la qual es compara la proporció de certs isòtops d'una mostra, amb la proporció que es troba en la natura.

La substitució isotòpica, es pot usar per a determinar el mecanisme d'una reacció gràcies a l'efecte cinètic isotòpic.

Utilització de les propietats nuclears[modifica | modifica el codi]

Diferents varietats de l'espectroscòpia, es basen en les propietats úniques de núclids específics. Per exemple, l'espectroscòpia per ressonància magnètica nuclear (RMN), permet estudiar només isòtops amb un spin diferent de zero, i els núclids més usats són ¹H, ²H, ¹³C, i ³¹P.

L'espectroscòpia Mössbauer, també es basa en les transicions nuclears de núclids específics, com el ⁵⁷Fe.

Els radionúclids, també tenen aplicacions importants, les centrals nuclears i les armes nuclears requereixen quantitats elevades de certs núclids. Els processos de separació isotòpica o enriquiment isotòpic, representen un desafiament tecnològic important.