Avainero – vakaat isotoopit vs radioisotoopit
Isotoopit ovat saman kemiallisen alkuaineen eri muotoja, joilla on eri atomimassat. Tämä tarkoittaa, että tietyn kemiallisen alkuaineen isotoopeilla on sama atominumero, mutta eri atomimassat. Tämä johtuu siitä, että näiden isotooppien atomiytimissä on eri määrä neutroneja. Jotkut isotoopit ovat pysyviä, kun taas jotkut ovat epävakaita. Stabiilit isotoopit ovat luonnossa esiintyviä kemiallisten alkuaineiden muotoja. Nämä stabiilit isotoopit voivat esiintyä luonnossa atomimuodossa tai yhdistelmänä muiden atomien kanssa. Epästabiilit isotoopit hajoavat radioaktiivisesti, kunnes ne saavuttavat vakaan tilan. Nämä isotoopit tunnetaan radioisotoopeina. avainero stabiilien isotooppien ja radioisotooppien välillä on se, että stabiilit isotoopit eivät hajoa radioaktiivisesti, kun taas radioisotoopit hajoavat radioaktiivisesti.
Mitä ovat vakaat isotoopit?
Vakaat isotoopit ovat saman alkuaineen eri muotoja, joilla on vakaat ytimet. Näillä atomeilla on sama atominumero (protonien lukumäärä atomiytimissä), koska ne kuuluvat samaan kemialliseen alkuaineeseen, mutta atomimassat eroavat toisistaan, koska niillä on eri määrä neutroneja atomiytimissä.
Vakaat isotoopit ovat ei-radioaktiivisia johtuen atomiytimien stabiilisuudesta. Siksi nämä atomit eivät lähetä säteilyä. Tietyllä kemiallisella alkuaineella voi olla useampi kuin yksi stabiili isotooppi. Mutta joissakin kemiallisissa alkuaineissa kaikki isotoopit ovat epävakaita; siksi ne ovat radioaktiivisia.
Kuva 1: Jaksollinen taulukko väritetty stabiilien isotooppien lukumäärän perusteella
Atomiytimien stabiilius riippuu kahdesta perustekijästä:
- Protonien ja neutronien välinen suhde
- Protonien ja neutronien summa
"Maagiset numerot" on kemiallinen käsite, jota käytetään määrittämään tietyn atomiytimen stabiilius. Se antaa stabiileissa isotoopeissa olevien elektronien lukumäärän. Maaginen luku voi olla joko protonien lukumäärä tai jopa ytimessä olevien neutronien lukumäärä.
Magiset numerot: 2, 8, 20, 28, 50, 82 ja 126
Jos isotoopin atomiluku on yhtä suuri kuin jokin yllä olevista luvuista, se on vakaa isotooppi. Lisäksi, jos isotoopissa on 114 protonia, se on stabiili isotooppi. Lisäksi, jos läsnä on 126 tai 184 neutronia, ne ovat myös pysyviä isotooppeja. Lisäksi, jos protonien ja neutronien väliset suhteet atomissa ovat parillisia lukuja, nämä isotoopit ovat mitä todennäköisimmin stabiileja isotooppeja.
Mitä radioisotoopit ovat?
Radioisotoopit ovat kemiallisten alkuaineiden epävakaita isotooppeja, jotka läpikäyvät radioaktiivisen hajoamisen. Nämä isotoopit hajoavat radioaktiivisesti, koska niissä on epävakaat atomiytimet. Useimmissa kemiallisissa alkuaineissa on yksi tai useampi radioaktiivinen isotooppi, kun taas joissakin kemiallisissa alkuaineissa on vain radioaktiivisia isotooppeja (esim. uraani).
Kuva 2: Eri radioisotoopit ja niiden radioaktiivinen hajoaminen
Radioaktiiviset isotoopit ovat epävakaita useista syistä:
Suuri määrä neutroneja atomin ytimessä verrattuna protonien määrään
Näissä radioisotoopeissa neutronit muuttuvat protoneiksi ja elektroneiksi radioaktiivisen hajoamisen aikana
Suuri määrä protoneja atomin ytimessä
Näissä radioisotoopeissa protonit muuttuvat neutroneiksi ja positroneiksi
Suuri määrä protoneja ja elektroneja
Nämä radioisotoopit läpikäyvät alfahajoamisen, jossa kaksi protonia ja kaksi neutronia vapautuvat alfahiukkasina
Mitä eroa on stabiileilla isotoopeilla ja radioisotoopeilla?
Vakaat isotoopit vs radioisotoopit |
|
| Vakaat isotoopit ovat saman alkuaineen eri muotoja, joilla on stabiilit ytimet. | Radioisotoopit ovat kemiallisten alkuaineiden epävakaita isotooppeja, jotka läpikäyvät radioaktiivisen hajoamisen. |
| Vakaus | |
| Vakaat isotoopit ovat erittäin vakaita, eivätkä ne hajoa radioaktiivisesti. | Radioisotoopit ovat erittäin epävakaita ja ne hajoavat radioaktiivisesti saavuttaakseen vakaan tilan. |
| Protonit | |
| 114 protonin läsnäolo tekee isotoopista vakaan isotoopin. | Suuri protonimäärä tekee isotoopista radioisotoopin. |
| Neutrons | |
| 126 tai 184 neutronin läsnäolo tekee isotoopista vakaan isotoopin. | Neutronien lukumäärä atomin säteellä on suurempi kuin protonien lukumäärä. |
Yhteenveto – vakaat isotoopit vs radioisotoopit
Isotoopit ovat saman kemiallisen alkuaineen atomeja, joilla on sama atomiluku mutta eri atomimassat. Jotkut isotoopit ovat stabiileja, kun taas toiset ovat epävakaita. Stabiilit isotoopit ovat näiden kemiallisten alkuaineiden luonnossa esiintyviä muotoja. Epästabiileja isotooppeja kutsutaan myös radioisotoopeiksi, koska nämä isotoopit hajoavat radioaktiivisesti stabiilin tilan saavuttamiseksi. Keskeinen ero stabiilien isotooppien ja radioisotooppien välillä perustuu niiden kykyyn hajota radioaktiivisesti.
