Isótopo
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Se denominan isótopos (del griego: ἴσος, isos = mismo; τόπος, tópos = lugar) a los átomosde un mismo elemento, cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en masa. La mayoría de los elementos químicos así como esta poseen más de un isótopo. Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural; en contraste, el estaño es el elemento con más isótopos estables.
Otros elementos tienen isótopos destructibles, pero inestables, como el uranio, cuyos isótopos están constantemente en decaimiento, lo que los hace radiactivos. Los isótopos inestables son útiles para estimar la edad de variedad de muestras naturales, como rocas ymateria orgánica. Esto es posible, siempre y cuando, se conozca el ritmo promedio de desintegración de determinado isótopo, en relación a los que ya han decaído. Gracias a este método de datación, conocemos la edad de la tierra. Los rayos cósmicos hacen inestables a isótopos estables de Carbono que posteriormente se adhieren a material biológico, permitiendo así estimar la edad aproximada de huesos, telas, maderas, cabello, etc. Se obtiene la edad de 900059 años, no la del propio isótopo, ya que se tienen en cuenta también los isótopos que ya han desintegrado en la misma muestra. Se sabe el número de isótopos desintegrados con bastante precisión, ya que no pudieron haber sido parte del sistema biológico a menos que hubieran sido aún estables cuando fueron raros.
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[editar]Tipos de isótopos
Todos los isótopos poseen igual número atómico pero difieren en el número másico.
Si la relación entre el número de protones y de neutrones no es la apropiada para obtener la estabilidad nuclear, el isótopo esradiactivo.
Por ejemplo, en la naturaleza el carbono se presenta como una mezcla de tres isótopos con números de masa 12, 13 y 14: 12C, 13C y14C. Sus abundancias respecto a la cantidad global de carbono son respectivamente: 98,89%, 1,11% y trazas.
- Isótopos naturales
Los isótopos naturales son los que se encuentran en la naturaleza de manera natural, por ejemplo el hidrógeno tiene tres isótopos naturales, el protio que no tiene neutrones, el deuterio con un neutrón, y el tritio que contiene dos neutrones, el tritio es muy usado en labores de tipo nuclear este es el elemento esencial de la bomba de hidrógeno. Otro elemento que contiene isótopos muy importantes es el carbono, en el cual está el carbono 12, que es la base referencial del peso atómico de cualquier elemento, el carbono 13 que es el único carbono con propiedades magnéticas y el carbono 14 radioactivo, muy importante ya que su tiempo de vida media es de 5730 años y es muy usado en la arqueología para determinar la edad de los fósiles orgánicos.
- Isótopos artificiales
Los isótopos artificiales son fabricados en laboratorios nucleares con bombardeo de partículas subatómicas, estos isótopos suelen tener una corta vida, en su mayoría por la inestabilidad y radioactividad que presentan, uno de estos es el Cesio cuyos isótopos artificiales son usados en plantas nucleares de generación eléctrica, otro muy usado es el Iridio 192 que se usa para verificar que las soldaduras de tubos estén selladas herméticamente, sobre todo en tubos de transporte de crudo pesado y combustibles, alguno isótopos del Uranio también son usados para labores de tipo nuclear como generación eléctrica o en bombas atómicas con principio de fisión nuclear.
Los isótopos se subdividen en isótopos estables (existen menos de 300) y no estables o isótopos radiactivos (existen alrededor de 1.200). El concepto de estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi estables. Su estabilidad se debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen una semivida extremadamente larga comparada con la edad de la Tierra.
| Isótopo | Núcleos por millón |
|---|---|
| Hidrógeno-1 | 705.700 |
| Hidrogeno -2 | 23 |
| Helio-4 | 275.200 |
| Helio-3 | 35 |
| Oxígeno-16 | 5.920 |
| Carbono-12 | 3.032 |
| Carbono-13 | 37 |
| Neón-20 | 1.548 |
| Neón-22 | 208 |
| Hierro-56 | 1.169 |
| Hierro-54 | 72 |
| Hierro-57 | 28 |
| Nitrógeno-14 | 1.105 |
| Silicio-28 | 653 |
| Silicio-29 | 34 |
| Silicio-30 | 23 |
| Magnesio-24 | 513 |
| Magnesio-26 | 79 |
| Magnesio-25 | 69 |
| Azufre-32 | 39 |
| Argón-36 | 77 |
| Calcio-40 | 60 |
| Aluminio-27 | 58 |
| Níquel-58 | 49 |
| Sodio-23 | 33 |
[editar]Notación
[editar]Radioisótopos
Los radioisótopos son isótopos radiactivos ya que tienen un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emiten energía y partículas cuando cambia de esta forma a una más estable. La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica.
Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio),beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética).
Varios isótopos radiactivos inestables y artificiales tienen usos en medicina. Por ejemplo, un isótopo deltecnecio (99mTc) puede usarse para identificar vasos sanguíneos bloqueados. Varios isótopos radiactivos naturales se usan para determinar cronologías, por ejemplo, arqueológicas.
[editar]Aplicaciones de los isótopos
Existen numerosas aplicaciones que utilizan las diferentes propiedades entre los isótopos de un mismo elemento;
[editar]Utilización de las propiedades químicas
- En el marcaje isotópico, se usan isótopos inusuales como marcadores de reacciones químicas. Los isótopos añadidos reaccionan químicamente igual que los que están presentes en la reacción, pero después se pueden identificar por espectrometría de masas o espectroscopia infrarroja. Si se usanradioisótopos, se pueden detectar también gracias a las radiaciones que emitenleidos. Los procesos de separación isotópica o enriquecimiento isotópico representan un desafío
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