Imamo hemijske elemente, a oni se nalaze poredani u Periodnom sistemu elemenata. Međutim, imamo i neku vrstu varijanti hemijskih elemenata.
Dakle, znate da atomi istog hemijskog elementa imaju isti broj protona u nukleusu te isti broj elektrona oko nukleusa, ako taj atom nije u nekoj hemijskoj reakciji. Međutim, šta je sa neutronima? Već smo pričali o tome kako atomi istog elementa ne moraju imati isti broj neutrona. Ponekad broj neutrona može biti veći od broja protona.

On ima veću masu. Masa neutrona je približno jednaka masi protona te svaki neutron viška nukleus atoma čini masivnijim, a time i sam atom, jer je masa elektrona zanemarljivo mala u odnosu na masu protona i neutrona pa masa atoma ovisi o masi nukleusa.

Kakva su hemijska svojstva tih atoma sa povećanim brojem neutrona?

Njihova hemijska svojstva su ista, jer imaju isti broj elektrona, a hemijske reakcije ovise o elektronima.Također, zato što je broj protona, to jest atomski broj takvih atoma isti, to znači i da ovi atomi stoje na istom mjestu u Periodnom sistemu elemenata. Upravo zato se ovakvi atomi sa istim brojem protona, a različitim brojem neutrona u nukleusu i nazivaju izotopi, jer na grčkom „izo“ znači isto, a „topos“ mjesto.

Recimo, najlakši element u Periodnom sistemu elemenata, vodik, ima tri forme, tri izotopa:
-protij/protijum, koji ima samo jedan proton u nukleusu i elektron oko nukleusa
-deuterij/deuterijum, koji ima proton i neutron u nukleusu te jedan elektron oko nukleusa i
-tricij/tricijum, koji ima u nukleusu jedan proton, dva neutrona te jedan elektron oko nukleusa.

Primijetite kako je atom protija jedini atom bez neutrona.

Element vodik je smjesa ova tri svoja izotopa, s tim da na Zemlji ima najviše ovog najobičnijeg, izotopa bez neutrona – protija. Njega ima oko 99.985%. Deuterijum čini oko 0.15% ukupnog vodika, dok tricija ima jako malo. 10 -18 %

Relativna atomska masa vodika je približno 1. Međutim nije tačno 1, nego je približno 1.008. Atomska masa vodika i drugih elemenata nije cijeli broj, iako su brojevi protona i neutrona u nukleusu cijeli brojevi upravo zato što hemijski elementi u prirodi dolazi kao smjese svojih izotopa.

Ugljik, karbon ima nekoliko izotopa – njegov atomski broj je 6, tako da je broj protona uvijek 6, ali imamo atome ugljika sa 6, 7 i 8 neutrona. Izotopi ugljika nemaju posebna imena kao izotopi vodika.

Kako onda obilježavamo izotope?

Možemo napisati cijelo ime elementa, nakon njega staviti crticu i napisati atomsku masu to jest zbir neutrona i protona tog izotopa. Taj broj će biti neki cijeli broj, jer se radi o izotopu, a ne o elementu. Recimo, karbon-13, karbon-14, uran-235, uran-238. Također, možemo pisati simbol elementa, sa brojevima ispred simbola, tako da donji broj označava atomski broj elementa, a gornji zbir neutrona i protona.

Neki izotopi su radioaktivni, što znači da nisu stabilni i raspadaju se u određenom omjeru u toku vremena. Recimo, karbon-14 je radioaktivan, dok, karbon-13 nije. Svi izotopi urana su radioaktivni. Što je veća razlika između masenog i atomskog broja, to je veća vjerovatnoća da je taj izotop radioaktivan.

Radijacija koju emituju ovi izotopi je opasna po živi svijet, ali ima naučnu i praktičnu upotrebu. Recimo, pomoću radijacije naučnici mogu procijeniti starost stijena, fosila i mumija. Također, naučnici su pronašli načine kako da neke izotope okrenu u službu medicine – neki izotopi se koriste u terapiji raka, a neki, opet, za obilježavanje molekula, pa je poslije moguće pratiti kretanje tih tvari u organizmu.

Pratite youtue Nauka Govori