İzotop
Kısa tanım
Aynı elementin, proton sayısı aynı ama nötron sayısı farklı olan atomlarıdır; kimyasal özellikleri neredeyse aynıdır, kütleleri ve çekirdek kararlılıkları farklıdır.
Periyodik tabloda klorun atom kütlesi 35,45 yazar; oysa tek bir klor atomunun kütlesi hiçbir zaman 35,45 değildir. Bunun nedeni doğadaki klorun iki farklı izotopun karışımı olmasıdır. İzotoplar aynı sayıda protona, dolayısıyla aynı atom numarasına sahiptir; yalnızca nötron sayıları farklıdır.
Gösterim
Bir izotop, element adı ya da sembolüyle birlikte kütle numarası (proton + nötron) yazılarak gösterilir: karbon-12, karbon-14 ya da ³⁵Cl gibi. Hidrojenin üç izotopu özel adlar taşır: protiyum (¹H), döteryum (²H) ve trityum (³H).
Ortalama atom kütlesi
Tabloda görülen değer, izotopların kütlelerinin doğal bolluklarıyla ağırlıklandırılmış ortalamasıdır: M = Σ (mᵢ × bolluk oranıᵢ).
Örnek: ³⁵Cl'nin kütlesi 34,969 u ve bolluğu %75,76; ³⁷Cl'nin kütlesi 36,966 u ve bolluğu %24,24'tür. 34,969 × 0,7576 + 36,966 × 0,2424 ≈ 35,45 u bulunur. Başka elementler için izotop ortalama kütle aracıyla aynı hesabı yapabilirsin.
Kararlı ve radyoaktif izotoplar
Bazı izotopların çekirdeği kararlıdır; bazıları ise zamanla ışıma yaparak bozunur. Radyoaktif izotopların bozunma hızı yarılanma süresiyle ölçülür. Karbon-14'ün yarılanma süresi yaklaşık 5.730 yıldır ve arkeolojide yaş tayininde kullanılır. Bu tür üstel azalmayı yarılanma süresi hesaplayıcısında modelleyebilirsin.
Nerede karşına çıkar?
- Tıpta görüntüleme ve tedavide (örneğin tiroid tedavisinde iyot-131)
- Nükleer enerjide uranyum-235 zenginleştirmesinde
- Jeoloji ve iklim biliminde oksijen izotop oranlarıyla geçmiş sıcaklık tahmininde
- Kütle spektrometresiyle madde kaynağı ve sahtecilik tespitinde
Sık karıştırılanlar
İzotop, izobar ve izoton farklı kavramlardır. İzobarların kütle numarası aynı, atom numarası farklıdır; izotonların ise nötron sayısı aynıdır. Kimyada molar kütle hesaplarında standart atom kütlesi kullanılır ve izotop bileşimi farklı numunelerde küçük sapmalar gösterebilir.