Isotoop
Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Het chemisch element waartoe een atoom behoort wordt bepaald door het aantal protonen in de kern. Voor een gegeven aantal protonen kan daarnaast het aantal neutronen in de kern variëren; we spreken dan van verschillende isotopen van hetzelfde element.
De term is een samentrekking van twee Griekse woorden: isos = gelijk, en topos = plaats. Hiermee wordt benadrukt dat verschillende isotopen van hetzelfde element dezelfde plaats innemen in het periodiek systeem.
Inhoud |
[bewerk] Massagetal en atoomnummer
De chemische eigenschappen van een atoom worden vrijwel uitsluitend bepaald door het atoomnummer, dus het aantal protonen. Het is daardoor vrijwel onmogelijk isotopen van hetzelfde element met chemische middelen van elkaar te scheiden.
De massa van het atoom wordt vrijwel geheel door de som van het aantal nucleonen (protonen plus neutronen) bepaald. Dit aantal wordt weergegeven in het massagetal. Verschillende isotopen van het zelfde element hebben hetzelfde atoomnummer maar dus altijd een verschillend massagetal (atoommassa).
[bewerk] Een voorbeeld: het element Chloor
Van veel elementen komt in de natuur een mengsel van isotopen voor. (De verhouding waarin isotopen voorkomen in een monster kan heel nauwkeurig worden bepaald met behulp van massaspectrometrie.) Het element chloor bijvoorbeeld heeft atoomnummer 17. Alle chlooratomen hebben dus 17 protonen in de kern, maar er zijn twee isotopen. Driekwart van de atomen hebben 18 neutronen, de rest 20 neutronen. Het massagetal is dus ofwel 17+18=35 ofwel 17+20=37. De isotopen worden geschreven als 35Cl en 37Cl. Met deze notatievorm is het niet nodig het aantal protonen en neutronen apart te vermelden, immers het symbool Cl staat in het periodieke systeem op de 17e plaats en heeft dus per definitie 17 protonen, daarmee is de rekensom naar aantal neutronen in een isotoop altijd in omgekeerde richting te maken.
[bewerk] Chemie
De chemische eigenschappen van isotopen van een element zijn bij benadering gelijk aan elkaar; slechts bij zeer nauwkeurige meting blijken er toch wel wat verschillen te zijn, dit heet het kinetisch isotoop effect. Vooral bij lichte elementen kunnen de chemische en meer nog de natuurkundige eigenschappen wel wat verschillen: zo is bijvoorbeeld het smeltpunt van ijs van zwaar water (D2O) ongeveer 4°C in plaats van 0°C.
[bewerk] Biologie
Aan de verhouding van de koolstofisotopen 12C en 13C van een plant kan worden gezien welke vorm van fotosynthese de plant gebruikt. De hoeveelheid 14C (een radio-isotoop van koolstof) wordt weer gebruikt om de ouderdom van koolstofbevattende organische resten te schatten tot enige tienduizenden jaren in het verleden (zie koolstofdatering).
[bewerk] Radioactiviteit
Bij het woord isotoop wordt vaak aan radioactiviteit gedacht. Inderdaad zijn er van elk element wel isotopen die niet stabiel zijn en na enige tijd veranderen door een proces van radioactief verval. Zulke isotopen worden radio-isotopen genoemd. Door het radioactief verval ontstaan uiteindelijk stabiele isotopen, meestal van een ander element dan het uitgangsmateriaal.
