Ciències de la Naturalesa (nivell ESO)/Isòtops radioactius

Isòtops

Els isòtops d'un element químic són els àtoms amb el mateix nombre atòmic però diferent pes atòmic. És a dir, els seus nuclis atòmics tenen el mateix nombre de protons però diferent nombre de neutrons. El nom ve del grec isos, mateix, i topos, lloc, degut al fet que ocupen el mateix lloc a la taula periòdica dels elements.

Els isòtops d'un mateix element tenen el mateix nombre atòmic, Z, però distint nombre màssic, A. Per exemple, aquests són els principals isòtops de l'hidrogen;

• ¹H o hidrogen-1 : hidrogen amb un protó i cap neutró, Z=1, A=1, també anomenat proti.
• ²H o hidrogen-2 : hidrogen amb un protó i un neutró, Z=1, A=2, també anomenat deuteri.
• ³H o hidrogen-3: hidrogen amb un protó i dos neutrons, Z=1, A=3, també anomenat triti.

En la nomenclatura científica, els isòtops es denoten pel nom del corresponent element, seguit pel nombre màssic, separats habitualment per un guió, encara que alguns d'ells posseeixen noms especials. Així: hidrogen-3 o triti, carboni-12, carboni-14, urani-238, etc. En forma simbòlica, el nombre de nucleons s'afegix com superíndex a l'esquerra del símbol químic: ³H, ¹²C, ¹⁴C, ²³⁸U.

Les propietats químiques dels isòtops d'un mateix àtom són les mateixes. En canvi, les propietats físiques dels nuclis atòmics poden ser molt diferents. Per exemple, el temps de vida mitjana dels isòtops 12 i 14 del carboni és molt diferent, cosa que es pot aprofitar per datar mostres d'interès històric o arqueològic d'origen orgànic.

Si la relació entre el nombre de protons i de neutrons no és l'apropiat per a obtenir l'estabilitat nuclear, l'isòtop és inestable, i per tant radioactiu.

En el llenguatge comú és habitual utilitzar la paraula isòtop per a referir-se a cada espècie caracteritzada per un determinat conjunt del valor Z i A. Estrictament, tal espècie hauria de ser denominada núclid i reservar-se la paraula isòtop per als núclids que pertanyen a un mateix element. Així, els núclids carboni-12 i carboni-14 són isòtops de l'element carboni.

Isòtops radioactius

Un radioisòtop, isòtop radioactiu o isòtop inestable, és un tipus d'isòtop que es caracteritza per tenir un nucli atòmic inestable i emet energia quan canvia a un estat més estable. L'energia alliberada en canviar de forma pot detectar-se amb un comptador geiger o amb una pel·lícula fotogràfica.

Els isòtops radioactius tenen usos en medicina. Per exemple, l'isòtop del tal·li pot identificar vasos sanguinis bloquejats en pacients sense provocar danys.