En isotop av ett grundamne ar en variant med ett specifikt antal neutroner . Atomslaget bestams av antalet protoner i karnan, atomnumret , och ar avgorande for elektronkonfigurationen , och darmed de kemiska egenskaperna hos ett amne. I karnan finns ocksa for de flesta grundamnen neutroner, som paverkar de kemiska egenskaperna i langt mindre grad. Olika isotoper av samma amne har darfor vanligen nastan helt identiska kemiska egenskaper, aven om masstalet skiljer.

Skillnaderna i masstal kan dock innebara att vissa fysikaliska egenskaper, som densitet , smaltpunkt och kokpunkt , ar olika. For vate , dar atommassan ar lag fran borjan, paverkar ocksa skillnaden i massa mellan vanligt och tungt vate de kemiska egenskaperna nagot. Dessutom varierar atomkarnans stabilitet kraftigt mellan olika isotoper, varfor man vanligen bara kan hitta ett fatal olika isotoper av ett amne i naturen. Andra isotoper kan skapas i laboratorier, men ar da radioaktiva.

For lattare atomslag ar antalet neutroner i karnan ungefar lika med antalet protoner. Tyngre grundamnen har en hogre andel neutroner vilket ses i nuklidkartan.

Ordet isotoper anvands ibland oegentligt i stallet for nuklider. ^{[ 1 ]} Begreppet nuklid syftar i forsta hand pa nukleara egenskaper framfor kemiska egenskaper, medan begreppet isotop framst syftar pa kemiska egenskaper framfor nukleara. Nar man fokuserar pa en bestamd typ av atomkarna och dess egenskaper, till exempel i karnreaktioner, valjer man lampligast nuklid . Nar det handlar om att gruppera olika slags atomer av ett visst grundamne ar isotop det mer adekvata begreppet.

Som exempel visar nuklidkartan att grundamne nummer 50 ? tenn - har 7 stabila isotoper (svarta rutor) och ytterligare 31 instabila isotoper (orange och bla rutor). Kartan visar ocksa att det finns 3 stabila nuklider ( ⁸⁸ Sr, ⁸⁹ Y och ⁹⁰ Zr) med neutronantalet 50. For de tva sistnamnda finns det dock aven de radioaktiva karnisomererna ^89m Y och ^90m Zr vilka inte markeras i kartan.

Stabila isotoper [ redigera | redigera wikitext ]

Stabila isotoper ar isotoper som inte genomgar radioaktivt sonderfall . Det finns 254 kanda stabila nuklider , fordelade pa 80 olika grundamnen . De flesta isotoper ar radioaktiva, men eftersom de flesta radioaktiva isotoper har halveringstider som ar betydligt kortare an jordens alder och sonderfallskedjor alltid avslutas med nagon stabil isotop, bestar huvuddelen av materien pa jorden av stabila isotoper. Ett grundamne kan sakna stabila isotoper, eller ha en enda stabil isotop (vara monoisotopt ) eller flera. Den tyngsta kanda stabila isotopen ar bly -208.

For de flesta grundamnen med flera isotoper ar en stabil isotop dominerande i naturen. Detta gor att de flesta grundamnen har en atommassa som ligger nara ett heltal. Ett undantag ar klor med en atommassa pa 35,5 u, eftersom naturligt klor bestar av ¾ ³⁵ Cl och ¼ ³⁷ Cl.

Kunskapen om huruvida en isotop ar stabil eller inte, grundar sig pa matningar av dess sonderfall. Det innebar att vissa av de isotoper som idag raknas som stabila, kan tankas ha ett mycket langsamt sonderfall, som annu inte kunnat observeras.

Instabila isotoper [ redigera | redigera wikitext ]

Manga isotoper finns men ar instabila, det vill saga att de genomgar radioaktivt sonderfall . En isotops halveringstid beskriver den tid det tar for halften av atomerna att sonderfalla.

Det ar givet att stabila isotoper och isotoper med lang halveringstid forekommer i naturen i hogre grad an andra. For vissa (tyngre) atomslag saknas helt stabila isotoper.

For naturligt forekommande isotoper sker sonderfallet med antingen alfasonderfall eller betasonderfall ; i alfasonderfallet minskar atomtalet med 2 och masstalet med 4; i betasonderfallet okar atomtalet med 1 och masstalet ar oforandrat, eftersom en neutron blir en proton och sedan skjuts en elektron (betapartikel) ivag. I manga fall uppstar pa sa satt en ny instabil isotop som sonderfaller vidare. Pa sa vis bildas en sonderfallskedja . Vissa kortlivade isotoper som skapas i fission kan aven sonderfalla genom att skicka ut en neutron.

Instabila isotoper pa jorden kan delas in i fyra grupper beroende pa dess kalla.

1. Sadana som finns kvar sedan jorden skapades. Dessa har en halveringstid pa over 100 miljoner ar.
2. Sonderfallsprodukter fran langlivade isotoper.
3. Isotoper som kontinuerligt nybildas av kosmisk stralning.
4. Isotoper som skapats vid manskliga aktiviteter.

Radioaktiva amnen [ redigera | redigera wikitext ]

Radioaktiva amnen kallas amnen som innehaller instabila isotoper. Vid sonderfallet avges stralning som kan vara skadlig for levande organismer och naturligtvis aven forandra doda material. Det radioaktiva sonderfallet, exempelvis uran till bly , kan aven anvandas for att datera olika bergarter.

Exempel pa isotoper [ redigera | redigera wikitext ]

Den upphojda siffran i exemplen anger masstalet .

Vate [ redigera | redigera wikitext ]

Vate har atomnummer 1, och forekommer som

¹ H ( protium ), 99,985 %, stabil

² H ( deuterium ), 0,015 %, stabil

³ H ( tritium ), halveringstid 12,2 ar. Nybildas av kosmisk stralning.

Deuterium kallas ocksa tungt vate, och vattenmolekyler som innehaller deuterium kallas tungt vatten . Tungt vatten har nagot annorlunda kemiska egenskaper an vanligt vatten och har cirka 10 % storre massa per volymenhet. Deuteriums karnsammansattning ar viktig vid anvandning som moderator i vissa karnreaktioner.

Kol [ redigera | redigera wikitext ]

Kol har atomnummer 6 och forekommer naturligt som

¹² C, 98,9 %, stabil

¹³ C, 1,1 %, stabil

¹⁴ C, spar, halveringstid 5730 ar. Nybildas av kosmisk stralning.

Det sistnamnda ar kant i den vanliga metoden for radiometrisk datering i bland annat arkeologi , kol-14-metoden .

Uran [ redigera | redigera wikitext ]

Uran har atomnummer 92 och forekommer naturligt som

²³⁴ U, 0,006 %, halveringstid 0,25 miljon ar. Sonderfallsprodukt i ²³⁸ U:s sonderfallskedja.

²³⁵ U, 0,72 %, halveringstid 0,7 miljard ar.

²³⁸ U, 99,275 %, halveringstid 4,5 miljard ar.

²³⁵ U ar den klyvbara isotop som anvands i karnkraftverk . Uran behover darfor isotopanrikas , en sorteringsprocess dar man sallar bort ²³⁸ U och behaller ²³⁵ U. Avfallet efter anrikning kallas utarmat uran . Urans langa halveringstid utnyttjas vid radiometriska dateringar av aldre bergarter .

Se aven [ redigera | redigera wikitext ]

• Isotoptabell och isotoptabell (komplett)
• Isoton

Kallor [ redigera | redigera wikitext ]

Noter [ redigera | redigera wikitext ]

Externa lankar [ redigera | redigera wikitext ]

• Stable Isotope Fractionation Calculator
• National Isotope Development Center ? Isotope Product Catalog
• Isosciences