Belangrijk verschil - Stabiele isotopen versus radio-isotopen
Isotopen zijn verschillende vormen van hetzelfde chemische element met verschillende atoommassa's. Dit betekent dat isotopen van een bepaald chemisch element hetzelfde atoomnummer hebben maar verschillende atoommassa's. Dit komt omdat deze isotopen verschillende aantallen neutronen in hun atoomkernen hebben. Sommige isotopen zijn stabiel, andere zijn onstabiel. Stabiele isotopen zijn natuurlijk voorkomende vormen van chemische elementen. Deze stabiele isotopen kunnen van nature voorkomen in atomaire vorm of in combinatie met andere atomen. Instabiele isotopen ondergaan radioactief verval totdat ze een stabiele toestand krijgen. Deze isotopen worden radio-isotopen genoemd. Het belangrijkste verschil tussen stabiele isotopen en radio-isotopen is dat stabiele isotopen geen radioactief verval ondergaan, terwijl radio-isotopen wel radioactief verval ondergaan.
Wat zijn stabiele isotopen?
Stabiele isotopen zijn verschillende vormen van hetzelfde chemische element, met stabiele kernen. Deze atomen hebben hetzelfde atoomnummer (aantal protonen in de atoomkernen) omdat ze tot hetzelfde chemische element behoren, maar de atoommassa's verschillen van elkaar omdat ze verschillende aantallen neutronen in de atoomkernen hebben.
Stabiele isotopen zijn niet-radioactief vanwege de stabiliteit van de atoomkernen. Daarom zenden deze atomen geen straling uit. Een bepaald chemisch element kan meer dan één stabiele isotoop hebben. Maar in sommige chemische elementen zijn alle isotopen onstabiel; daarom zijn ze radioactief.
Figuur 1: Periodiek systeem gekleurd op basis van het aantal stabiele isotopen
De stabiliteit van atoomkernen hangt af van twee basisfactoren:
- Verhouding tussen protonen en neutronen
- Som van protonen en neutronen
"Magische getallen" is een chemisch concept dat wordt gebruikt om de stabiliteit van een bepaalde atoomkern te bepalen. Het geeft het aantal elektronen dat aanwezig is in stabiele isotopen. Het magische getal kan het aantal protonen zijn of zelfs het aantal neutronen dat in de kern aanwezig is.
Magische getallen: 2, 8, 20, 28, 50, 82 en 126
Als het atoomnummer van een isotoop gelijk is aan een van de bovenstaande getallen, dan is het een stabiele isotoop. Als een isotoop bovendien 114 protonen heeft, is het een stabiele isotoop. Bovendien, als er 126 of 184 neutronen aanwezig zijn, zijn het ook stabiele isotopen. Bovendien, als de verhoudingen tussen protonen en neutronen in een atoom even getallen zijn, dan zijn deze isotopen hoogstwaarschijnlijk stabiele isotopen.
Wat zijn radio-isotopen?
Radio-isotopen zijn onstabiele isotopen van chemische elementen die radioactief verval ondergaan. Deze isotopen ondergaan radioactief verval omdat ze onstabiele atoomkernen hebben. De meeste chemische elementen hebben een of meer radioactieve isotopen, terwijl sommige chemische elementen alleen radioactieve isotopen hebben (bijv. uranium).
Figuur 2: Verschillende radio-isotopen en hun radioactief verval
Radioactieve isotopen zijn om verschillende redenen onstabiel:
Aanwezigheid van een hoog aantal neutronen in de atoomkern vergeleken met het aantal protonen
In deze radio-isotopen worden neutronen tijdens het radioactieve verval omgezet in protonen en elektronen
Aanwezigheid van een groot aantal protonen in de atoomkern
In deze radio-isotopen worden protonen omgezet in neutronen en positronen
Aanwezigheid van een groot aantal protonen en elektronen
Deze radio-isotopen ondergaan alfa-verval waarbij twee protonen en twee neutronen worden uitgezonden als alfadeeltjes
Wat is het verschil tussen stabiele isotopen en radio-isotopen?
Stabiele isotopen versus radio-isotopen |
|
| Stabiele isotopen zijn verschillende vormen van hetzelfde chemische element, met stabiele kernen. | Radio-isotopen zijn onstabiele isotopen van chemische elementen die radioactief verval ondergaan. |
| Stabiliteit | |
| Stabiele isotopen zijn zeer stabiel en ondergaan geen radioactief verval. | Radio-isotopen zijn erg onstabiel en ondergaan radioactief verval om een stabiele toestand te verkrijgen. |
| Protonen | |
| Aanwezigheid van 114 protonen maakt van een isotoop een stabiele isotoop. | Aanwezigheid van een groot aantal protonen maakt van een isotoop een radio-isotoop. |
| Neutronen | |
| Aanwezigheid van 126 of 184 neutronen maakt van een isotoop een stabiele isotoop. | Het aantal neutronen in de atoomstraal is hoger dan het aantal protonen. |
Samenvatting – Stabiele isotopen versus radio-isotopen
Isotopen zijn atomen van hetzelfde chemische element met identieke atoomnummers maar verschillende atoommassa's. Sommige isotopen zijn stabiel, terwijl andere onstabiel zijn. Stabiele isotopen zijn de natuurlijk voorkomende vormen van die chemische elementen. Instabiele isotopen worden ook wel radio-isotopen genoemd omdat deze isotopen radioactief verval ondergaan om een stabiele toestand te verkrijgen. Het belangrijkste verschil tussen stabiele isotopen en radio-isotopen is gebaseerd op hun vermogen om radioactief verval te ondergaan.
