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Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

Isótopo

Isótopo

Isótopos são átomos cujos núcleos atômicos têm o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons. Nem todos os átomos do mesmo elemento são idênticos e cada uma dessas variedades corresponde a um isótopo diferente.

Cada isótopo do mesmo elemento tem o mesmo número atômico (Z), mas cada um tem um número de massa diferente (A). O número atômico corresponde ao número de prótons no núcleo atômico do átomo. O número de massa corresponde à soma de nêutrons e prótons no núcleo. Isso significa que diferentes isótopos do mesmo átomo diferem entre si apenas pelo número de nêutrons.

Os elementos que podem ser encontrados na natureza podem ser configurados em uma ampla variedade de isótopos diferentes. A massa que aparece na tabela periódica dos elementos é a média de todas as massas de todos os isótopos que podem ser encontrados naturalmente.

Tabela Periódica dos Elementos

Cada átomo pode ter qualquer quantidade de nêutrons. As diferentes combinações de nêutrons e prótons implicam diferenças nas forças coesivas dos núcleos isotópicos. Assim, embora possam ter qualquer quantidade de nêutrons, existem algumas combinações de prótons e nêutrons preferidas nos diferentes isótopos.

Isótopos leves (com poucos prótons e nêutrons) tendem a corresponder à quantidade de nêutrons e prótons, enquanto isótopos pesados ​​geralmente têm mais nêutrons que prótons.

O fato de cada isótopo do mesmo elemento ter o mesmo número atômico significa que eles têm o mesmo número de prótons no núcleo atômico. Átomos do mesmo elemento têm o mesmo número de prótons e elétrons, mas podem ter diferentes números de nêutrons.

Isótopos com excesso ou falta de nêutrons podem ser encontrados. Esses átomos podem existir por algum tempo, mas são instáveis. Os átomos instáveis ​​são radioativos: seus núcleos mudam ou se desintegram emitindo radiação.

Isótopos instáveis

Geralmente, o que torna um isótopo instável é o núcleo grande. Se um núcleo se tornar grande o suficiente a partir da quantidade de nêutrons, será instável e tentará expelir seus nêutrons e / ou prótons para alcançar a estabilidade. A emissão de nêutrons / prótons, bem como a radiação gama, é radioatividade.

Isótopos instáveis ​​têm muitas aplicações possíveis em nossas vidas. Primeiro, um isótopo de cobalto é usado na medicina para impedir a propagação do câncer. Isótopos radioativos podem ser usados ​​como rastreadores em pacientes para monitorar vários processos internos. Um isótopo de iodo tem sido usado para encontrar tumores cerebrais. Além da medicina nuclear, na indústria, os isótopos instáveis ​​podem medir a espessura do metal ou usá-los para gerar eletricidade, como fontes de urânio ou plutônio.

No entanto, esses isótopos instáveis ​​podem ser perigosos em altas doses e difíceis de armazenar, por isso é extremamente importante limitar ou desencorajar o contato com esses isótopos completamente. Certos isótopos também podem ter energias muito altas e liberar grandes quantidades de energia nuclear quando se decompõem, criando um risco potencialmente destrutivo.

Como os diferentes isótopos de um elemento são representados?

Presume-se urânio em uma ampla variedade de isótoposExistem duas maneiras de representá-los: de acordo com a notação científica e de acordo com a notação simbólica.

  • Notação científica de isótopos: os isótopos são identificados pelo nome do elemento químico seguido pelo número de prótons e nêutrons do isótopo. Por exemplo, os três isótopos mais comuns em urânio usados ​​como combustível nuclear seriam representados da seguinte forma: U-235, U-235 e U-238
  • Notação simbólica de isótopos: o número de núcleons (prótons e nêutrons) é indicado como um prefixo sobrescrito do símbolo químico. No caso dos três isótopos anteriores de urânio, seriam 234 U, 235 U e 238 U

Descoberta de isótopos

A existência de isótopos foi descoberta como resultado do estudo de substâncias radioativas naturais. O nome do isótopo foi proposto por F. Soddy em 1911. Soddy encontrou a igualdade de suas propriedades químicas.

A maioria dos elementos naturais é formada por vários isótopos que só podem ser separados por procedimentos físicos (difusão, centrifugação, espectrometria de massa, destilação fracionada e eletrólise).

Podemos classificar os isótopos como estáveis, com meia-vida da ordem de 3 bilhões de anos, e instáveis ​​ou radioativos, que emitem radiação e se tornam outros isótopos ou elementos. Estes últimos são utilizados na obtenção de energia elétrica235 U, 239 Pu) por meio de reações de fissão nuclear, em datação ( 14 C, 40 K), em medicina nuclear para fins diagnósticos e terapêuticos, em dispositivos de medição, etc.

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Última revisão: 28 de novembro de 2019