İzotop nedir?

İzotoplar, aynı element sayısına eşit sayıda protona fakat farklı sayıda nötrona sahip olan atomlardır. Atom numaraları aynı, ama kütle sayıları farklı. Kütle sayıları her zaman A ile gösterilir, Z ise elementlerin atom sayıları anlamına gelir. Atom numarası, bir atomun çekirdeğindeki protonların sayısını sembolize eder ve elementin periyodik tablodaki konumunu belirlemek için kullanılır. Bir atomun kütle sayısı çekirdeğindeki nötronların sayısıdır. Elementlerin izotopları, atom kütlelerinde meydana gelen değişiklik nedeniyle farklı fiziksel özelliklere sahiptir. Bu fark nedeniyle, bu tür izotoplar, erime ve kaynama noktalarının yanı sıra farklı yoğunluklara sahiptir. Bununla birlikte, bir elementin izotopları her zaman çok benzer kimyasal özelliklere sahiptir. Benzerlik, sadece elektronların nötronlar veya protonlar değil kimyasal reaksiyonlarda kullanılmasından kaynaklanmaktadır.

İzotopların Tarihi

Radyokimyacı Fredrick Soddy, ilk olarak 1913 yılında radyoaktif zincirlerin bozunmasını içeren çalışmalar yürüttükten sonra izotopların varlığını önerdi. Soddy, deneyleri sırasında kurşun ve uranyum arasında kırk farklı türün var olduğunu fark etti, ancak periyodik tablo yalnızca 11 atom alabiliyordu. Bu elementlerin bazılarını ayırmak için yapılan kimyasal testler başarısız olduktan sonra, periyodik tablodaki birden fazla atom tipinin aynı pozisyonu paylaşabileceğini ve izotoplar olarak adlandırdığını belirtti.

İzotop örnekleri

Klor iki ana izotop içerir: klor-35 ve klor-37. Bu sonuca varmak için, bilim adamları bir klor maddesinde, genel olarak bu izotopların her birinin oranlarının mevcut olduğunu ve bu yüzden oranların miktardaki farkı ifade etmek için kullanıldığını keşfetmişlerdir. Bu oranlar, nispi yüzdeleri ve nispi atomik kütleleri hesaplarken faydalıdır. Diğer izotop örnekleri arasında karbon (karbon-12 ve karbon-14 izotopları), oksijen (oksijen-16 ve oksijen-18) ve fosfor (belirli miktarlarda fosfor-32'nin de mevcut olmasına rağmen birincil izotoptur). Bu bileşiklerin izotopları stabil olarak kabul edilir ve çoğu sadece iki izotoplara sahiptir. Bununla birlikte, sadece bir izotop içeren birkaç element vardır ve bunlar arasında flor, berilyum, arsenik, itriyum, altın, alüminyum, iyot, manganez, sodyum ve niyobyum bulunur.

İzotopların Saflaştırılması

İzotopların uygulandığı üç ana alan vardır. Birincisi, izotopların ayrılmasıdır. Ayırma, atomların özelliklerinin gerektiği gibi maksimuma çıkarılmasını kolaylaştırır. Döteryum ve oksijen gibi daha hafif elementlerin ayrılmasında, gaz difüzyon yönteminin uygulanması söz konusudur. Uranyum ve plütonyum gibi ağır elementlerin ayrılması kütle spektrometrisi ile gerçekleşir.

İzotopların Uygulanması

İzotopların ilk uygulaması, arkeologlar tarafından karbon tarihlemesinde kullanımıdır. İzotoplar iki türdür: kararlı ve radyoaktif izotoplar. Kararlı izotoplar eşit proton ve nötron kombinasyonları içerir ve bu şekilde çürüme olmaz. Öte yandan, radyoaktif izotoplar dengesiz çekirdeklere sahiptir ve dolayısıyla bozunmaktadır. Radyoaktif bozulma, karbon element gibi, 5, 730 yıl kadar sürebilir. Arkeologlar, arkeolojik kazılarda bulunan bir nesnenin yaşını belirlemek için bu izotop bileşenini kullanır.