Изотопы — химия для детей

Об атомах и элементах

В разделах «Атомы» и «Элементы» мы узнали, что у каждого элемента есть свой уникальный атом, который состоит из определенного количества протонов. Количество протонов определяет атомный номер элемента. Каждый атом также имеет такое же количество электронов, как и протоны.

Что такое изотоп?

Изотопы — это атомы, которые имеют одинаковое количество протонов и электронов, но разное количество нейтронов. Изменение количества нейтронов в атоме не приводит к изменению элемента. Атомы элементов с разным количеством нейтронов называются «изотопами» этого элемента.

Называние изотопов

Поскольку нейтроны не имеют электрического заряда, изменение количества нейтронов не влияет на химический состав элемента. Однако это меняет массу элемента. Изотопы идентифицируются по их массе, которая представляет собой общее количество протонов и нейтронов.

Обычно изотопы пишутся двумя способами. В обоих случаях используется масса атома, где масса = (количество протонов) + (количество нейтронов). Первый способ — поставить массу в виде надстрочного знака перед символом элемента:

• ⁴He
• ¹⁴C
• ²³⁵U

Другой способ — написать элемент и массу после тире рядом с названием элемента:

• гелий-4
• углерод-14
• уран-238

Водород

Водород — единственный элемент, где изотопам даны конкретные названия. Обычный водород, в котором нет нейтронов, называется протием. Водород с одним нейтроном называется дейтерием, а водород с двумя нейтронами называется тритием. Смотрите картинку вверху страницы.

Сколько изотопов может иметь элемент?

У всех элементов есть определенное количество изотопов. У водорода наименьшее количество изотопов — всего три. Элементами с наибольшим количеством изотопов являются цезий и ксенон с 36 известными изотопами.

Стабильные и нестабильные изотопы

Некоторые изотопы стабильны, а некоторые нестабильны. Когда изотоп нестабилен, он со временем распадается и в конечном итоге превращается в другой изотоп или элемент. Нестабильные изотопы считаются радиоактивными. Большинство элементов, встречающихся в природе, состоят из стабильных изотопов. Элементом с наиболее стабильными изотопами является олово, которое имеет десять различных стабильных изотопов.

Интересные факты об изотопах

• Многие элементы существуют только в нестабильной или радиоактивной форме.
• Все неприродные или созданные человеком элементы являются радиоактивными изотопами.
• Более тяжелые изотопы, как правило, вступают в реакцию медленнее, чем более легкие изотопы того же элемента.
• Дейтерий (изотоп водорода с одним нейтроном) может образовывать воду с кислородом. Это называется «тяжелой водой», поскольку масса дейтерия в два раза превышает массу обычного водорода (протия).
• Известно 254 стабильных изотопа и 80 элементов, у которых есть хотя бы один стабильный изотоп.
• Двадцать шесть элементов имеют только один стабильный изотоп. Эти элементы называются моноизотопными.

Элементы из периодической таблицы Менделеева