WikiDer > Isotop

Fragment von a Isotopenkarte. Isotope befinden sich auf diagonalen Linien von links oben nach rechts unten, instabile Nuklide sind hell hinterlegt und eine farbige Pfeilspitze zeigt die Zerfallsrichtung an.

Isotope sein Atome von dem selben Chemisches Element, und damit mit der gleichen Zahl Protonen, in denen die Zahlen Neutronen in dem Atomkern Sei anders. Nach aktuellen Modellen besteht ein Atom aus einem Atomkern, der von einer Wolke aus . umgeben ist Elektronen. Der Kern besteht aus einer Reihe von Protonen und einer Reihe von Neutronen. Die Anzahl der Protonen bestimmt die Ordnungszahl des Elements und auch seine chemischen Eigenschaften. Die Anzahl der Neutronen bestimmt unter anderem die Stabilität des Kerns und zusammen mit der Anzahl der Protonen die Atommasse. Zwei Atome mit gleicher Protonenzahl aber unterschiedlicher Neutronenzahl nennt man Isotope desselben Elements. Werden die Elemente nicht angegeben, spricht man von a Nuklid.

Der Begriff setzt sich aus zwei griechischen Wörtern zusammen: isos (gleich) und Topos (Platz). Dies unterstreicht, dass verschiedene Isotope des gleichen Elements den gleichen Platz im . einnehmen Periodensystem.

Massenzahl und Ordnungszahl

Die chemischen Eigenschaften eines Atoms werden fast ausschließlich durch seine Ordnungszahl (z), also die Anzahl der Protonen. Es ist daher praktisch unmöglich, Isotope desselben Elements chemisch voneinander zu trennen.

Die Masse des Atoms wird fast vollständig durch die Masse des Atoms bestimmt Atomkern entschlossen. Diese Nummer wird im . angezeigt Massenzahl (ein). Verschiedene Isotope desselben Elements haben dieselbe Ordnungszahl, aber immer eine unterschiedliche Massenzahl (Atommasse).

Ab der Ordnungszahl 20 kommen in der Natur nur noch Isotope vor, deren Neutronenzahl größer ist als die Protonenzahl, mit Ausnahme einiger leichterer Isotope (21huh, 63Li, 105B, 147Nein und die semistabilen Isotope 4019k, 5023V, 13857La, 17671lu und 180m73ta) Isotope mit einer ungeraden Anzahl von Protonen und einer ungeraden Anzahl von Neutronen kommen in der Natur nicht vor. Das wird es sein ungerader gerader Effekt erwähnt.^[1]

Viele Elemente haben in der Natur eine "Mischung" von Isotopen. Das Verhältnis der Isotope in einer Probe kann sehr genau bestimmt werden mit Massenspektrometer.

Beispiel: Chlor

Das Element Chlor zum Beispiel hat Ordnungszahl 17. Alle Chloratome haben also 17 Protonen im Kern, aber in der Natur gibt es zwei Isotope: Drei Viertel der Atome haben 18 Neutronen, der Rest hat 20 Neutronen. Die Massenzahl ist also 17 18 = 35 oder 17 20 = 37. Die Isotope werden geschrieben als 3517Cl und 3717Cl oder wenn 35 Cl und 37 Cl oder als Cl-35 und Cl-37. Bei diesen Notationsformen ist es nicht erforderlich, die Anzahl der Protonen und Neutronen getrennt anzugeben, da das Symbol Cl im Periodensystem an 17. Stelle steht und somit per Definition 17 Protonen hat.

Chemie

Die chemischen Eigenschaften der Isotope eines Elements sind einander ungefähr gleich; nur bei sehr genauer messung scheint es einige unterschiede zu geben, so nennt man es kinetischer Isotopeneffekt. Gerade bei leichten Elementen können die chemischen und noch mehr physikalische Eigenschaften etwas abweichen: zum Beispiel der Schmelzpunkt von Eis von schweres Wasser (D₂O) ca. 4 °C statt 0 °C. Die Stärke der Wasserstoffbrückenbindung hängt vom Isotop des Wasserstoffs ab und das hat sogar biochemische Konsequenzen, weil es die Faltung von Proteinen verändert. Organismen können nicht von reinem, schwerem Wasser leben.

Biologie

Über das Verhältnis der Kohlenstoffisotope 126C und 136C einer Pflanze kann man erkennen, welche Form von Photosynthese nutzt die Pflanze. Die Summe 146C (ein Radioisotop Kohlenstoff) wird wiederum verwendet, um das Alter kohlenstoffhaltiger organischer Rückstände auf mehrere tausend Jahre in der Vergangenheit abzuschätzen (mit C14-Dating).

Radioaktivität

Beim Wort Isotop schaltet sich oft ein Radioaktivität habe gedacht. Tatsächlich gibt es Isotope jedes Elements, die instabil sind und sich nach einiger Zeit durch einen Prozess von process radioaktiver Zerfall. Solche Isotope werden Radioisotope erwähnt. Der radioaktive Zerfall erzeugt schließlich stabile Isotope, normalerweise von einem anderen Element als dem Ausgangsmaterial. Im Allgemeinen können sich Isotope in Bezug auf mögliche Kernreaktionen, also auch in Bezug auf die Reaktion auf den Einfall in den Atomkern eines Teilchens.

Links zu den Isotopen pro Element

Siehe auch

• Isotopentabelle (Komplett)
• Isotopentisch (in Teilen)
• Isobar (Kernphysik)
• isotonisch (Kernphysik)
• Isotopologe
• Isotopomer

Siehe die Kategorie Isotope von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.