Čo sú izotopy
Všetky atómy toho istého prvku majú rovnaké protónové číslo (rovnaký počet protónov). Niektoré atómy ale majú odlišný počet neutrónov – tieto atómy nazývame izotopy.
Izotopy sa označujú názvom prvku s nukleónovým číslom: napríklad uhlík-12 a uhlík-14.
Príklad: Izotopy uhlíka
| Izotop | Protóny | Neutróny | Nukleónové č. |
|---|---|---|---|
| Uhlík-12 (¹²C) | 6 | 6 | 12 |
| Uhlík-13 (¹³C) | 6 | 7 | 13 |
| Uhlík-14 (¹⁴C) | 6 | 8 | 14 |
Všetky tri sú uhlík (Z = 6), ale líšia sa počtom neutrónov.
Izotopy majú rovnaké chemické vlastnosti (rovnako reagujú), pretože majú rovnaký počet elektrónov. Líšia sa však fyzikálnymi vlastnosťami – napríklad hmotnosťou.
Rádioaktívne izotopy
Niektoré izotopy sú nestabilné – ich jadrá sa spontánne rozpadajú a vyžarujú energia. Nazývame ich rádioizotopy:
- Uhlík-14 – používa sa pri rádioizotopovom datovaní fosílií (vek až 50 000 rokov)
- Jód-131 – používaný v medicíne na liečbu štítnej žľazy
- Urán-235 – palivox jadrových elektrární
Relatívna atómová hmotnosť
Keďže prvky sa vyskytujú ako zmes izotopov v prírode, ich relatívna atómová hmotnosť (Ar) je priemer hmotností všetkých izotopov s prihliadnutím na ich hojnosť. Preto je Ar chlóru napríklad 35,5, a nie celé číslo.
Prax: Rádioizotopové datovanie staroveký artefaktov
Keď sa strom porazí, prestane prijímať uhlík-14. Vedci merajú pomer uhlíka-14 k uhlíku-12 v starých drevených predmetoch alebo drevenom uhlí. Keďže C-14 má polčas rozpadu 5 730 rokov, archeológovia môžu vypočítať vek predmetu — takto bolo Turínske plátno datované do stredoveku.
Prax: Jadrová energia z izotopov uránu
Prírodný urán obsahuje prevažne urán-238 (99,3 %) a malé množstvo uránu-235 (0,7 %). Len U-235 je štiepiteľný — môže udržiavať jadrovú reťazovú reakciu. Jadrové elektrárne využívajú obohatený urán (s viac U-235) ako palivo na výrobu elektriny.
Prax: Medicínske izotopy pri liečbe rakoviny
Jód-131 (¹³¹I) je rádioaktívny izotop na liečbu rakoviny štítnej žľazy. Štítna žľaza prirodzene absorbuje jód, preto sa jód-131 koncentruje v nádore a ničí rakovinové bunky zvnútra. Toto cielené využitie jedného izotopu využíva rozdiel medzi stabilným jódom-127 a rádioaktívnym jódom-131.
Kde to vidíš v reálnom živote? Uhlíkové datovanie v múzeách, jadrová energia v elektrickej sieti a medicínske zobrazovanie v nemocniciach — to všetko využíva špecifické izotopy. Ten istý prvok s iným počtom neutrónov môže byť život zachraňujúcim liekom alebo palivom elektrárne.