Izotóp

Egy adottkémiai elematomjai között különböző tömegszámú atomfajták lehetnek. Ezeket az atomfajtákat hívjuk az illető elem izotópjainak. Másképp fogalmazva:izotópoknakazokat anuklidokatnevezzük, amelyekatommagjaiazonos számúprotonból,de eltérő számúneutronbólépülnek fel. Természetesen egy adott elem izotópjai ugyanazon helyet foglalják el aperiódusos rendszerben(innen az elnevezés is: izotóp = azonos hely),csupán atömegszámukkülönbözik.

Egykémiaielemvalamelyizotópjátavegyjelelőtti felső indexbe tetttömegszámmal(A)azonosítjuk, ti. a vegyjel egyértelműen meghatározza aZrendszámot. Ha csak általában beszélünk különböző elemek különböző izotópjairól, akkor leegyszerűsített „nuklidos” jelölésmódot használunk, vagyis a vegyjelet pótló szimbólum (legtöbbször: X) előtti alsó indexbe tettrendszámot(Z)is meg kell adnunk:

${}_{Z}^{A}{\mbox{X}}$

Példa

Például az α-bomlás nuklidjelöléses folyamategyenletét (mely atomokról szól, nem pedig magokról, ahogy azt a töltésmérleg elárulja) a legáltalánosabban így írhatjuk fel:

${}_{Z}^{A}{\mbox{X}}\to {}_{Z-2}^{A-4}{\mbox{X}}+{}_{2}^{4}{\mbox{He}}^{2+}+2{\mbox{e}}^{-}$

Nyilvánvaló, hogy a fenti egyenletben nyugodtan elhagyható lenne a 2-es alsó index a He vegyjel előtt, hiszen a He a héliumot jelenti, melynek rendszáma 2.

Egyetlen izotópból álló elemek

Aperiódusos rendszerbenfellelhető kémiai elemek egy részének csupán egyetlen stabil izotópja létezik. A monoizotópos elemek közé tartozik pl. afoszfor,arzén,alumínium,aranyés aródium.

Akadnak ugyanakkor olyan nem túl nehéz elemek is, amelyeknek egyetlen stabil izotópjuk sem létezik. Ilyen atechnéciumés aprométium.Azokat az elemeket, amelyeknek nincs stabil izotópjuk,radioaktív elemekneknevezik.

Névvel jelölt izotópok

Legalább két olyan elem van (ti. ahidrogénés aradon), melynek izotópjait a tudomány egyes területein (régi hagyományokra alapozva) külön névvel, esetleg jellel is illetik. Mindkét elem esetében félreértéseket okozhat a IUPAC-konvencióktól való eltérés. Azért fontos tudni ezekről, mert tudományos vagy gyakorlati szempontból nem elhanyagolható területekről van szó.

Hidrogénizotópok

A legegyszerűbb elemnek, a hidrogénnek három, a természetben is megtalálható izotópja ismeretes. Ezekre pl. a nyomjelzéstechnikában és az asztrofizikában, sőt néha még a magfizikában is a következő nevezéktant használják:

• Prócium(ritkán használt, de egyértelmű kifejezés, mely helyett többnyire csak hidrogént mondanak, ami félreérthető):¹H (rövidebb jelölése: H, ami szintén félreérthető)
• Deutérium:²H (rövidebb jelölése: D)
• Trícium:³H (rövidebb jelölése: T)

A deutériummag neve deuteron (d), a tríciumé pedig triton (t). Itt a jelölések legfeljebb a d (down) és a t (top)kvarknevével keverhetők össze. (A kvarkok esetében a IUPAP magát a kvarkot jelképező betűt tekinti a kvark nevének, míg a szó csak egy emlékeztető a betűre.)

Radonizotópok

A nukleáris környezetvédelemben és a dozimetriában a radon két izotópjának van kiemelt jelentősége:

• Radon (ugyanaz, mint az elem neve, tehát félreérthető):²²²Rn
• Toron:²²⁰Rn

Az elnevezések magyarázata:Azt a radioaktív gázt, amelyet a radioaktivitáskutatás hajnalán arádiumbomlástermékeként fedeztek fel, s amit később²²²Rn-ként azonosítottak, eredetileg „radium emanation”-nak hívták angolul, majd a névradonra rövidült. Ezt adták később az elem nevének is. Ugyanakkor a fent nevezett területeken a „radon” szó (mintegy őskövületként) használatban maradt a Rn-222 izotóp elnevezéseként is. (Az előző mondat tartalmaz egy példát az izotópazonosítás egy másik bevett módjára is: Rn-222 mint a²²²Rn jelölés alternatívája.) A tórium bomlási sorában szintén felfedeztek egy radioaktív gázt, melyet értelemszerűen „thorium emanation”-nak neveztek el angolul. A lerövidülésből lett az angolthoron,ill. a magyartoron,mely azonos a Rn-220 izotóppal.

Stabil izotópok

Egy elem izotópjainak kémiai tulajdonságai gyakorlatilag azonosak (kivéve a hidrogént, mely esetében a nehéz hidrogén, azaz deutérium, kémiai és fiziológiai tulajdonságai lényegesen különböznek a közönséges könnyű hidrogénétől, azaz a próciumétól). Az izotópok radioaktív tulajdonságai viszont roppant különbözőek lehetnek. Azokat, amelyeknél nem figyeltek megradioaktívbomlást,stabil izotópoknaktekintik.

Radioaktív izotópok (radioizotópok)

Az instabil atommagok hosszabb-rövidebb idő elteltével alacsonyabb energiaszintű állapotba mennek át, és eközben emberi érzékszervekkel nem észlelhető, de műszerekkel jól kimutathatóradioaktív sugárzástbocsátanak ki. Ezeket radioaktív izotópoknak, magát az átalakulást radioaktív bomlásnak nevezzük. Az észrevehető sebességgel bomló izotópokat radioizotópoknak is hívják, illetve a megfelelő nuklidokat radionuklidoknak. A radionuklidok közt vannak olyanok, amelyekfelezési idejeösszemérhető a világegyetem életkorával (~15 milliárd év). Ezek még ma is előfordulnak a Földön. Ilyenek az urán két leghosszabb élettartamú izotópja (U-238 és U-235), valamint a Th-232. Ezeketprimordiális radionuklidoknak nevezik.

Kapcsolódó szócikkek

• Izotópok listája