z3c15cd
Una din doua sau mai multe specii de atomi, avand acelasi numar atomic,
constituind acelasi element, dar care difera prin numarul de masa. Numarul atomic
este echivalent cu numarul de protoni din nucleu, iar numarul de masa este suma
protonilor si neutronilor din nucleu, izotopii aceluiasi element diferind unul
de altul prin numarul de neutroni din nucleu.
Experimentele de la inceputul secolului XX indicau faptul ca substantele
chimice care nu puteau fi separate chimic difera una de cealalta numai prin
structura nucleului. Fizicianul englez Sir Joseph Thomson a demonstrat in
anul 1912 existenta izotopilor stabili transmitand neon printr-un tub
descarcat si deviind ionii de neon prin campuri magnetice si electrice;
acest lucru a demonstrat faptul ca elementul stabil neon exista in mai
multe forme. Thomson a descoperit doi izotopi de neon: unul cu numarul de masa
20, iar altul cu numarul de masa 22.
Experimentele de mai tarziu arata ca neonul in stare naturala este
alcatuit in proportie de 90% din neon-20 (izotopul cu masa 20), 9.73%
din neon-22 si 0.27% din neon-21. Cercetarile asupra izotopilor au fost continuate
de catre multi oameni de stiinta, remarcabil ar fi fizicianul englez Francis
William Aston; munca acestora in descoperirea si studierea izotopilor
a fost accelerata prin folosirea spectrografului.
Se stie ca majoritatea elementelor in stare naturala sunt alcatuite din
doi izotopi. Printre exceptii intalnim beriliul, aluminiul, fosforul
si sodiul. Masa atomica a unui element este media dintre masele atomice sau
numerele de masa ale izotopilor. De exemplu clorul, cu masa atomica 35.457,
este alcatuit din clor-35 si clor-37, primul fiind intalnit in
proportie de 76% iar cel de-al doilea in proportie de 24%. Toti izotopii
elementelor cu numarul atomic mai mare de 83 (dupa bismut in tabelul periodic)
sunt radioactivi. De asemenea si unii izotopi cu numarul atomic mai mic de 83,
cum ar fi potasiu-40, sunt radioactivi. Pana la ora actuala sunt cunoscuti
aproximativ 280 de izotopi naturali stabili (nu radioactivi).
Izotopii artificiali radioactivi, cunoscuti si sub numele de radioizotopi, au
fost produsi pentru prima data de fizicienii francezi Irene si Frederic Joliot-Curie.
Numarul atomic al unui atom reprezinta numarul de protoni din nucleul sau. Acest
numar ramane constant pentru un element dat. Numarul de neutroni poate
varia, luand nastere izotopi care pot avea aceeasi comportare chimica,
dar mase diferite. Izotopii hidrogenului sunt: protiu (nu contine nici un neutron
in plus), deuteriu (un neutron) si tritiu (doi neutroni). Hidrogenul are
intotdeauna un proton in nucleu. Aceste ilustratii sunt reprezentatii
schematice ale atomului, si nu sunt lucrate la scara. In realitate, nucleul
este de aproximativ zece mii de ori mai mic decat raza orbitala, care
da marimea atomului.
Separarea izotopilor aceluiasi element unul de celalalt este dificila. O separare
totala dintr-un singur pas este imposibila, deoarece izotopii aceluiasi element
au aceleasi proprietati chimice. Metodele fizice sunt bazate in general
pe diferentele foarte mici ale proprietatilor fizice, cauzate de diferentele
maselor izotopilor. Izotopii de hidrogen, deuteriu (hydrogen-2) si hidrogenul
ordinar (hidrogen-1) au fost pentru prima data separati in cantitati apreciabile.
Indemanarea apartine chimistului american Harold Urey, care a descoperit
deuteriul in 1932.
Importanta unor izotopi
Izotopii radioactivi artificiali si naturali constituie un instrument eficient
si de mare finete pentru crearea unor procedee extrem de sensibile de analiza
si control in industrie, un mijloc unic de diagnoza medicala si de terapie
a diferitelor boli, o unealta uimitoare cu care se poate actiona asupra diferitelor
substante. v In metalurgie -; izotopii sunt utilizati la elaboarrea fontelor,
a otelurilor si pentru studiul feroaliajelor; v In industria constructoare de masini -se pot controla sudurile; se pot
descoperi defecte ale unor materiale; v In domeniul chimiei -; care utilizeaza izotopii radioactivi -;
vulcanizarea cauciucurilor -; obtinerea unor polimeri cu calitati deosebite,
obtinerea unor materiale speciale prin tratarea lemnului si a unor materiale
plastice cu izpotopii radioactivi, descompunerea grasimilor, prelucrarea petrolului,
etc. v In agricultura -; ca metoda de cercetare stiintifica in selectia
plantelor si pentru cresterea productivitatii acestora, pentru masurarea umiditatii
si a densitatii solurilor si terenurilor. v In medicina -; pentru diagnosticarea si pentru terapia duferitelor
boli, obtinandu-se numeroase preparate. v In arheologie -; pentru datarea diferitelor materiale se utilizeaza
izotopul carbonului.
