Dá-se o nome de isótopo às variedades de átomos que contenham o mesmo número atômico e que, como tal, constituem o mesmo elemento embora tenham um diferente número de massa. Os átomos que são isótopos entre si têm o mesmo número de protões no núcleo e ocupam o mesmo lugar na tabela periódica.
Isótopos estáveis, instáveis e radioativos
Cabe destacar que a maioria dos elementos químicos contam com mais de um isótopo. Apenas 21 elementos, nomeadamente o sódio, têm um único isótopo natural. Pode-se dividir os isótopos em isótopos estáveis e isótopos instáveis ou radioativos.
Para que um isótopo seja considerado radioativo, deverá apresentar uma relação entre o número de protões e de neutrões não adequada para manter a estabilidade nuclear. A noção de estabilidade, no entanto, não é muito precisa, tendo em conta que existem isótopos que são quase estáveis graças a um tempo de neutralização extremamente longo.
O isótopo radiativo tem um núcleo atômico instável perante o balanço entre neutrões e protões. Esta mesma característica faz com que emita energia quando muda de forma sob condições mais estáveis. Os isótopos instáveis têm um período de desintegração em que a energia é emitida sob a forma de raios beta (elétrons ou pósitrons), alfa (núcleos de hélio) ou gama (energia eletromagnética).
Os isótopos radioativos artificiais são usados na medicina com diversas funções, nomeadamente para detectar vasos sanguíneos bloqueados. Os isótopos radioativos naturais, por sua vez, servem para determinar cronologias.
Origem do termo
No decorrer do século XX, experimentos com elementos radioativos foram conduzidos por cientistas, entre eles o inglês Frederick Soddy.
Desses experimentos, descobriu-se que um elemento químico pode ser composto por uma variedade de átomos que compartilham o mesmo número atômico, ou seja, o mesmo número de prótons e elétrons, mas diferem em seus números de massa.
Por serem do mesmo elemento químico, tais átomos deveriam estar localizados no mesmo lugar na tabela periódica, e por causa disso foram denominados isótopos (“iso” = “mesmo” e “topos” = “lugar”).
Radioisótopos
Os isótopos apresentam diferentes características nucleares e alguns deles são radioativos, o que significa que emitem radiação a partir de seus núcleos, mas esses contam com as mesmas propriedades químicas dos isótopos não radioativos. O carbono-14 e o trítio são exemplos de radioisótopos (que possuem excesso de energia nuclear).
No caso do carbono-14, ele tem uma meia-vida de 5730 anos e é encontrado em todos os organismos vivos. Por esse motivo, é utilizado para datar fósseis, uma vez que sua quantidade diminui após a morte do organismo, devido à sua desintegração radioativa. O trítio tem uma meia-vida de 12,26 anos.
Sobre isótopos, isóbaros, isótonos e isoeletrônicos
A tabela periódica apresenta classificações de átomos de elementos químicos de acordo com a quantidade de prótons, elétrons e nêutrons que cada um possui. Os isótopos têm o mesmo número de prótons, os isóbaros têm o mesmo número de massa e os isótonos têm o mesmo número de nêutrons.
Já os isoeletrônicos são átomos, íons ou moléculas que apresentam o mesmo número de elétrons em sua camada de valência, ou seja, possuem a mesma configuração eletrônica externa. Devido a essa semelhança, eles apresentam propriedades químicas e físicas similares, o que os torna importantes em diversas áreas da química, incluindo a química orgânica e a inorgânica.
É importante lembrar que prótons (p) têm carga positiva, elétrons (e) têm carga negativa, nêutrons (n) são neutros e os átomos tem carga elétrica positiva. Na estrutura dos átomos, prótons e nêutrons estão localizados no núcleo, enquanto os elétrons orbitam ao redor dele na eletrosfera.
Isótopos de hidrogênio e de carbono
O hidrogênio e o carbono têm isótopos comuns que apresentam diferenças em seus números de massa, mas mantêm as mesmas propriedades químicas dos átomos comuns desses elementos.
E o isótopo mais comum do hidrogênio é o protônio, que consiste em um próton e nenhum nêutron. No entanto, existem dois outros isótopos de hidrogênio: o deutério, que tem um próton e um nêutron, e o trítio, que possui um próton e dois nêutrons.
Já no caso do carbono, seu isótopo mais comum é o carbono-12, que possui 6 prótons e 6 nêutrons. Contudo, o carbono também tem dois outros isótopos, o carbono-13 e o carbono-14, que têm, respectivamente, 7 e 8 nêutrons em seu núcleo. O carbono-14 é usado frequentemente em datação de materiais orgânicos antigos, enquanto o carbono-13 é utilizado em estudos de espectroscopia.
Os Isótopos de Springfield, para concluir, é uma equipa de beisebol da série de animação Os Simpsons.
Equipe editorial de Conceito.de. (26 de Setembro de 2011). Atualizado em 24 de Fevereiro de 2023. Isótopo - O que é, origem, conceito e definição. Conceito.de. https://conceito.de/isotopo