Kluczowa różnica – stabilne izotopy a radioizotopy
Izotopy to różne formy tego samego pierwiastka chemicznego o różnej masie atomowej. Oznacza to, że izotopy pewnego pierwiastka chemicznego mają tę samą liczbę atomową, ale różne masy atomowe. Dzieje się tak, ponieważ te izotopy mają różną liczbę neutronów w swoich jądrach atomowych. Niektóre izotopy są stabilne, a inne niestabilne. Izotopy stabilne to naturalnie występujące formy pierwiastków chemicznych. Te stabilne izotopy mogą występować naturalnie w postaci atomowej lub w połączeniu z innymi atomami. Niestabilne izotopy ulegają rozpadowi promieniotwórczemu, dopóki nie osiągną stanu stabilnego. Te izotopy są znane jako radioizotopy. Kluczową różnicą między stabilnymi izotopami a radioizotopami jest to, że stabilne izotopy nie ulegają rozpadowi radioaktywnemu, podczas gdy radioizotopy ulegają rozpadowi radioaktywnemu.
Czym są stabilne izotopy?
Izotopy stabilne to różne formy tego samego pierwiastka chemicznego o stabilnych jądrach. Atomy te mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrach atomowych), ponieważ należą do tego samego pierwiastka chemicznego, ale masy atomowe różnią się od siebie, ponieważ mają różną liczbę neutronów w jądrach atomowych.
Izotopy stabilne są nieradioaktywne ze względu na stabilność jąder atomowych. Dlatego te atomy nie emitują promieniowania. Poszczególny pierwiastek chemiczny może mieć więcej niż jeden stabilny izotop. Ale w niektórych pierwiastkach chemicznych wszystkie izotopy są niestabilne; stąd są radioaktywne.
Rysunek 1: Układ okresowy pierwiastków pokolorowany na podstawie liczby stabilnych izotopów
Stabilność jąder atomowych zależy od dwóch podstawowych czynników:
- Stosunek protonów do neutronów
- Suma protonów i neutronów
„Liczby magiczne” to pojęcie chemiczne używane do określenia stabilności określonego jądra atomowego. Podaje liczbę elektronów obecnych w stabilnych izotopach. Magiczna liczba może być liczbą protonów lub nawet liczbą neutronów obecnych w jądrze.
Magiczne liczby: 2, 8, 20, 28, 50, 82 i 126
Jeśli liczba atomowa izotopu jest równa jednej z powyższych liczb, to jest to izotop stabilny. Ponadto, jeśli izotop ma 114 protonów, jest izotopem stabilnym. Co więcej, jeśli obecnych jest 126 lub 184 neutronów, są one również stabilnymi izotopami. Ponadto, jeśli stosunki między protonami i neutronami w atomie są liczbami parzystymi, to te izotopy są najprawdopodobniej izotopami stabilnymi.
Co to są radioizotopy?
Radioizotopy to niestabilne izotopy pierwiastków chemicznych, które ulegają rozpadowi radioaktywnemu. Te izotopy ulegają rozpadowi radioaktywnemu, ponieważ mają niestabilne jądra atomowe. Większość pierwiastków chemicznych ma jeden lub więcej izotopów promieniotwórczych, podczas gdy niektóre pierwiastki mają tylko izotopy promieniotwórcze (np. uran).
Rysunek 2: Różne izotopy promieniotwórcze i ich rozpad promieniotwórczy
Izotopy radioaktywne są niestabilne z kilku powodów:
Obecność dużej liczby neutronów w jądrze atomowym w porównaniu z liczbą protonów
W tych radioizotopach neutrony są przekształcane w protony i elektrony podczas rozpadu radioaktywnego
Obecność dużej liczby protonów w jądrze atomowym
W tych radioizotopach protony są przekształcane w neutrony i pozytony
Obecność dużej liczby protonów i elektronów
Te radioizotopy ulegają rozpadowi alfa, w którym dwa protony i dwa neutrony są emitowane jako cząstki alfa
Jaka jest różnica między izotopami stabilnymi a radioizotopami?
Izotopy stabilne a izotopy promieniotwórcze |
|
| Izotopy stabilne to różne formy tego samego pierwiastka chemicznego o stabilnych jądrach. | Radioizotopy to niestabilne izotopy pierwiastków chemicznych, które ulegają rozpadowi radioaktywnemu. |
| Stabilność | |
| Stabilne izotopy są bardzo stabilne i nie ulegają rozpadowi radioaktywnemu. | Radioizotopy są bardzo niestabilne i ulegają radioaktywnemu rozpadowi, aby uzyskać stabilny stan. |
| Protony | |
| Obecność 114 protonów sprawia, że izotop jest izotopem stabilnym. | Obecność dużej liczby protonów sprawia, że izotop staje się radioizotopem. |
| Neutrony | |
| Obecność 126 lub 184 neutronów sprawia, że izotop jest izotopem stabilnym. | Liczba neutronów w promieniu atomu jest większa niż liczba protonów. |
Podsumowanie – Izotopy stabilne a izotopy promieniotwórcze
Izotopy to atomy tego samego pierwiastka chemicznego o identycznych liczbach atomowych, ale różnych masach atomowych. Niektóre izotopy są stabilne, podczas gdy inne są niestabilne. Izotopy stabilne to naturalnie występujące formy tych pierwiastków chemicznych. Niestabilne izotopy są również nazywane radioizotopami, ponieważ izotopy te ulegają rozpadowi radioaktywnemu, aby uzyskać stabilny stan. Kluczowa różnica między stabilnymi izotopami a radioizotopami opiera się na ich zdolności do rozpadu radioaktywnego.
