Isotoop

De atomen van een chemisch element kunnen in verschillende soorten bestaan. Deze worden isotopen genoemd. Ze hebben hetzelfde aantal protonen (en elektronen), maar verschillende aantallen neutronen. Verschillende isotopen van hetzelfde element hebben verschillende massa's. Massa is het woord voor hoeveel stof (of materie) iets heeft. Dingen met verschillende massa's hebben verschillende gewichten. Omdat verschillende isotopen verschillende aantallen neutronen hebben, wegen ze niet allemaal hetzelfde of hebben ze dezelfde massa.

Verschillende isotopen van hetzelfde element hebben hetzelfde atoomnummer. Ze hebben hetzelfde aantal protonen. Het atoomnummer wordt bepaald door het aantal protonen. Isotopen hebben echter verschillende massagetallen, omdat ze verschillende aantallen neutronen hebben.

Het woord isotoop, dat op dezelfde plaats betekent, komt van het feit dat isotopen op dezelfde plaats op het periodiek systeem staan.

In een neutraal atoom is het aantal elektronen gelijk aan het aantal protonen. Isotopen van hetzelfde element hebben ook hetzelfde aantal elektronen en de elektronische structuur. Omdat de werking van een atoom wordt bepaald door zijn elektronische structuur, zijn isotopen chemisch bijna hetzelfde, maar fysiek verschillend van hun oorspronkelijke atomen.

Zwaardere isotopen reageren chemisch langzamer dan lichtere isotopen van hetzelfde element. Dit "massa-effect" is groter voor protium (1H) en deuterium (2H), omdat deuterium twee keer zoveel massa heeft als protium. Voor zwaardere elementen is de relatieve atoomgewichtsverhouding tussen de isotopen veel minder, en is het massa-effect meestal klein.



Isotopen van Waterstof
Isotopen van Waterstof

Stabiliteit

Atoomkernen zijn protonen en neutronen die door de kernkracht bij elkaar worden gehouden.

Omdat protonen positief geladen zijn, stoten ze elkaar af. Neutronen, die neutraal zijn, stabiliseren de kern. Omdat ze in de kern zitten, worden de protonen iets uit elkaar geduwd. Dit vermindert de elektrostatische afstoting tussen de protonen. Ze oefenen nog steeds de aantrekkelijke kernkracht op elkaar en op de protonen uit. Voor twee of meer protonen zijn één of meer neutronen nodig om zich in een kern te binden. Naarmate het aantal protonen toeneemt, neemt ook het aantal neutronen toe dat nodig is om een stabiele kern te hebben.

In de natuur hebben sommige elementen slechts één isotoop. Zo is bijvoorbeeld fluorine-19 (19F) het enige stabiele isotoop, van meerdere, van fluor. Andere elementen hebben veel isotopen. Zo heeft xenon bijvoorbeeld 9 isotopen. Van de 81 elementen met een stabiel isotoop is het grootste aantal stabiele isotopen voor elk element tien (voor het element tin).

Sommige isotopen zijn radioactief. Deze worden radioactieve isotopen genoemd. Andere zijn niet radioactief. Deze worden stabiele isotopen genoemd.

Waterstof heeft drie gemeenschappelijke isotopen. De meest voorkomende isotoop van waterstof wordt protium (1H) genoemd. Een waterstofatoom met een extra neutron (atoommassa van 2) wordt deuterium (2H) genoemd. Waterstof met een proton en twee neutronen (atoommassa van 3) wordt tritium (3H) genoemd. Protium en deuterium zijn stabiele isotopen, terwijl tritium een radioactief isotoop is.

De zwaarste elementen in het periodiek systeem zijn allemaal radioactief. Alle isotopen van radon, thorium en uranium zijn radioactief, omdat ze erg zwaar zijn. Dit komt omdat de kernkrachten in de kern van het atoom een moeilijke tijd hebben om alle deeltjes met zoveel protonen en neutronen binnenin bij elkaar te houden.



Gerelateerde pagina's

  • Isotopenelektrochemie




AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3