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Todos los elementos son isótopos. Aunque todos los átomos de un elemento dado tienen el mismo número atómico (número de protones), el peso atómico (número de protones y neutrones juntos) varía. El término "isótopo" se refiere a esta variación en el peso atómico: dos átomos con el mismo número de protones y un número diferente de neutrones son dos isótopos del mismo elemento.
Número atómico
Los protones son partículas cargadas positivamente en un núcleo de átomos. Un átomo, en su conjunto, lleva una carga neutra, por lo que cada protón cargado positivamente está equilibrado por una partícula cargada negativamente. Estas partículas negativas (electrones) orbitan fuera del núcleo. La configuración orbital de los electrones determina cómo reaccionará un átomo y se unirá a otros átomos, dando a cada elemento sus características químicas y físicas específicas. Cada elemento tiene un número atómico único ed arriba de la abreviatura química en la tabla periódica.
Peso atomico
Los neutrones son partículas subatómicas que no llevan carga, por lo que la cantidad de neutrones en el núcleo de un átomo no afecta la cantidad de electrones o su configuración orbital. Dos átomos con el mismo número de protones y un número diferente de neutrones tendrán las mismas propiedades físicas y químicas pero diferentes pesos atómicos. Estos dos átomos son isótopos diferentes del mismo elemento. Por ejemplo, el isótopo más común del hidrógeno es H-1, lo que significa que el átomo tiene un protón y no tiene neutrones, pero también existen isótopos H-2 y H-3, con uno y dos neutrones, respectivamente. La tabla periódica le da a los elementos un peso atómico promedio debajo del símbolo químico de los elementos.
Isótopos radioactivos
Los isótopos más pesados de un átomo a menudo son inestables y se descomponen en isótopos más ligeros con el tiempo. Esta desintegración atómica libera energía en forma de radiación alfa, beta y gamma. El hidrógeno-3, por ejemplo, es radiactivo y se descompondrá en hidrógeno-2. Todos los elementos tienen isótopos radiactivos que se descomponen a velocidades variables. La tasa de descomposición se mide en vidas medias: la cantidad de tiempo que tarda la mitad de los isótopos radiactivos en una muestra de un elemento dado en descomponerse en isótopos más ligeros. La vida media para el hidrógeno-3 es de 12,32 años.
Usos para isótopos radiactivos
Los investigadores y los profesionales médicos hacen un uso extensivo de los isótopos radiactivos. Al medir la cantidad del isótopo radioactivo de carbono natural 14, los arqueólogos y paleontólogos pueden determinar la edad aproximada de un fósil o artefacto. Los médicos usan los isótopos yodo 131 y bario 137 como trazadores radiactivos para detectar problemas cardíacos, tumores cerebrales y otras anomalías, y el cobalto 60 sirve como fuente de radiación para detener el desarrollo de tumores cancerosos.