Wat is de isotoop?

Definitie van isotopen
Isotopen zijn chemische elementen met hetzelfde aantal protonen en elektronen, maar verschillen in het aantal neutronen dat ze bevatten. Vanwege het verschil in neutronenaantallen in hun kernen verschillen isotopen in hun kerngetallen. Er zijn drie soorten koolstofisotopen: Carbon-14, Carbon-13 en Carbon12. In koolstof-14 zijn er acht neutronen, koolstof-13 heeft zeven neutronen en koolstof-12 heeft zes neutronen.

Het schrijven van de naam van het element gevolgd door een koppelteken en het massanummer van de isotoop. De uraniumisotopen, uranium-235 en uranium-239 zijn bijvoorbeeld verschillend.

AZE-notatie wordt gebruikt om aan te geven (ook bekend als de standaardnotatie). Het atoomnummer en het massanummer vooraf vastleggen met het symbool van het element is waar dit allemaal om draait. Voorbeelden van isotopenrepresentaties zijn respectievelijk 23592U en 23992U voor uranium-235 en 239.

Hoeveel neutronen zitten er in een isotoop?
Om het totale aantal neutronen in de kern van een isotoop te krijgen, kun je de massa ervan aftrekken van het atoomnummer. De 12C isotoop van koolstof heeft bijvoorbeeld een massantal van twaalf. Het atoomnummer van Carbon is 6. Hierdoor heeft de koolstof-12 isotoop in totaal zes neutronen.

Er zijn drie soorten isotopen: stabiele isotopen, oerisotopen en radioactieve isotopen. Radio-isotopen zijn van nature voorkomende isotopen die radioactief zijn (of radionucliden). Koolstof-14, tritium (waterstof-3), chloor-36, uranium-235 en uranium-238 zijn voorbeelden van radioactieve isotopen. Het is bekend dat de halfwaardetijden van sommige isotopen extreem lang zijn (in de orde van honderden miljoenen jaren). Stabiele nucliden of stabiele isotopen zijn veelvoorkomende namen voor deze isotopen. Carbon-12, koolstof-13, zuurstof-16, zuurstof-17 en zuurstof-18 zijn voorbeelden van stabiele nucliden. Sommige nucliden bestaan al sinds het begin van het zonnestelsel, bekend als oernucliden. Prehistorische isotopen omvatten 286 van de 339 natuurlijk voorkomende isotopen op aarde.

Vergelijking - Isotopen en isobaren
Er zijn verschillende isotopen, die allemaal dezelfde atoomnummers hebben, maar verschillen in massanummers. Het aantal protonen en elektronen in de isotopen van een element is altijd hetzelfde. Als gevolg hiervan zullen hun kernen verschillende aantallen neutronen waterstof-1 (protium), deuterium en waterstof-3 hebben, voorbeelden van isotopengroepen (tritium).

Isobaren zijn chemische soorten met hetzelfde aantal nucleon, maar verschillende atoomgetallen als het gaat om isobaren. Het atoomnummer, het aantal protonen, het aantal elektronen en neutronen variëren per isobaire groepen. Het aantal nucleonen zal echter altijd hetzelfde zijn. In een groep isobaren zal het totale aantal protonen en neutronen altijd hetzelfde zijn. Chloor-40, argon-40, zwavel-40, calcium-40 en kalium-40 zijn voorbeelden van isobaire groepen.

Voor de duidelijkheid kunnen we zeggen dat isotopen en isobaren dezelfde atoomnummers hebben maar verschillende massanummers.

Veelgestelde vragen

Wat betekent de term „isotoop”?
In de chemie heeft elk atoom van een chemisch element hetzelfde atoomnummer, maar verschilt het in massa. Om een element een enkele kern en een enkele elektronenwolk te hebben, moeten alle isotopen hetzelfde aantal protonen in hun atoomkernen hebben. Het totale aantal neutronen in hun atoomkernen is echter anders.

Wat zijn de drie isotopen van waterstof?

De drie isotopen van waterstof worden hieronder weergegeven.

• Waterstof-1, ook wel bekend als het proton. Eén proton, één elektron en geen neutronen vormen deze waterstofisotoop.
• Waterstof-2, of deuterium, zoals het beter bekend is. Eén proton, één elektron en één neutron vormen deze waterstofisotoop.
• Waterstof-3, ook wel bekend als tritium. Eén proton, één elektron en twee neutronen vormen deze waterstofisotoop. Bovendien is deze waterstofisotoop radioactief.
  
  

Waar worden isotopen voor gebruikt?

Isotopen kunnen worden gebruikt om de isotopische signatuur van elementmonsters te bepalen met behulp van isotopenanalyse.

Isotopenverhouding massaspectrometrie wordt vaak gebruikt voor dit doel.
Isotopische substitutie kan worden gebruikt om erachter te komen hoe een chemische reactie werkt. Op basis van het kinetische isotoopeffect kan de snelheid waarmee een reactie optreedt worden bepaald. Naast isotopenverdunning kunnen isotopen de concentratie van veel elementen en stoffen bepalen.

De isotoop van een element kan worden gedefinieerd
Een chemisch element kan bijvoorbeeld worden omschreven als een isotoop als het een van de vele varianten is met hetzelfde aantal protonen en elektronen als het atoomnummer, maar een ander aantal neutronen heeft. Volgens de atoomkern kunnen isotopen worden gedefinieerd als atomen met verschillende kerngetallen vanwege een ander totaal aantal neutronen in hun respectievelijke kernen.

Welk element had voor het eerst meerdere stabiele isotopen?
Al in 1912 ontdekte de Britse natuurkundige JJ Thomson het eerste bewijs voor meerdere isotopen van het element Ne. Veel andere stabiele isotopen van elementen werden later ontdekt door F.W. Aston, een Engelse chemicus en natuurkundige.




#isotopen
#stoepplantjes
#neutronen