Peamine erinevus – stabiilsed isotoobid vs radioisotoobid
Isotoobid on sama keemilise elemendi erinevad vormid, millel on erinev aatommass. See tähendab, et teatud keemilise elemendi isotoopidel on sama aatomnumber, kuid erinev aatommass. Seda seetõttu, et nende isotoopide aatomituumades on erinev arv neutroneid. Mõned isotoobid on stabiilsed, mõned aga ebastabiilsed. Stabiilsed isotoobid on looduslikult esinevad keemiliste elementide vormid. Need stabiilsed isotoobid võivad esineda looduslikult aatomi kujul või kombinatsioonis teiste aatomitega. Ebastabiilsed isotoobid läbivad radioaktiivse lagunemise, kuni nad saavad stabiilse oleku. Neid isotoope nimetatakse radioisotoopideks. Peamine erinevus stabiilsete isotoopide ja radioisotoopide vahel on see, et stabiilsed isotoobid ei lagune radioaktiivselt, samas kui radioisotoobid radioaktiivselt lagunevad.
Mis on stabiilsed isotoobid?
Stabiilsed isotoobid on sama keemilise elemendi erinevad vormid, millel on stabiilsed tuumad. Nendel aatomitel on sama aatomiarv (prootonite arv aatomituumades), kuna nad kuuluvad samasse keemilisse elementi, kuid aatomi massid erinevad üksteisest, kuna neil on aatomituumades erinev neutronite arv.
Stabiilsed isotoobid on aatomituumade stabiilsuse tõttu mitteradioaktiivsed. Seetõttu ei eralda need aatomid kiirgust. Konkreetsel keemilisel elemendil võib olla rohkem kui üks stabiilne isotoop. Kuid mõnes keemilises elemendis on kõik isotoobid ebastabiilsed; järelikult on need radioaktiivsed.
Joonis 1: stabiilsete isotoopide arvu alusel värvitud perioodilisustabel
Aatomituumade stabiilsus sõltub kahest põhitegurist:
- Prootonite ja neutronite suhe
- Prootonite ja neutronite summa
“Maagilised numbrid” on keemiline mõiste, mida kasutatakse teatud aatomituuma stabiilsuse määramiseks. See annab stabiilsetes isotoopides esinevate elektronide arvu. Maagiline arv võib olla kas prootonite arv või isegi tuumas olevate neutronite arv.
Maagilised numbrid: 2, 8, 20, 28, 50, 82 ja 126
Kui isotoobi aatomnumber on võrdne ühega ül altoodud numbritest, siis on tegemist stabiilse isotoobiga. Lisaks, kui isotoobil on 114 prootonit, on see stabiilne isotoop. Veelgi enam, kui neutroneid on 126 või 184, on need ka stabiilsed isotoobid. Lisaks, kui prootonite ja neutronite vahelised suhted aatomis on paarisarvud, siis on need isotoobid tõenäoliselt stabiilsed isotoobid.
Mis on radioisotoobid?
Radioisotoobid on keemiliste elementide ebastabiilsed isotoobid, mis läbivad radioaktiivse lagunemise. Need isotoobid läbivad radioaktiivse lagunemise, kuna neil on ebastabiilsed aatomituumad. Enamikul keemilistel elementidel on üks või mitu radioaktiivset isotoopi, samas kui mõnel keemilisel elemendil on ainult radioaktiivsed isotoobid (nt uraan).
Joonis 2: Erinevad radioisotoobid ja nende radioaktiivne lagunemine
Radioaktiivsed isotoobid on ebastabiilsed mitmel põhjusel:
Suure arvu neutronite olemasolu aatomituumas võrreldes prootonite arvuga
Nendes radioisotoopides muudetakse neutronid radioaktiivse lagunemise käigus prootoniteks ja elektronideks
Suure arvu prootonite olemasolu aatomituumas
Nendes radioisotoopides muudetakse prootonid neutroniteks ja positroniteks
Suur prootonite ja elektronide arvu olemasolu
Need radioisotoobid läbivad alfalagunemise, mille käigus eraldub alfaosakestena kaks prootonit ja kaks neutronit
Mis vahe on stabiilsetel isotoopidel ja radioisotoopidel?
Stabiilsed isotoobid vs radioisotoobid |
|
| Stabiilsed isotoobid on sama keemilise elemendi erinevad vormid, millel on stabiilsed tuumad. | Radioisotoobid on keemiliste elementide ebastabiilsed isotoobid, mis läbivad radioaktiivse lagunemise. |
| Stabiilsus | |
| Stabiilsed isotoobid on väga stabiilsed ega allu radioaktiivsele lagunemisele. | Radioisotoobid on väga ebastabiilsed ja läbivad stabiilse oleku saavutamiseks radioaktiivse lagunemise. |
| Prootonid | |
| 114 prootoni olemasolu muudab isotoobi stabiilseks isotoobiks. | Suur prootonite arv muudab isotoobi radioisotoobiks. |
| Neutrons | |
| 126 või 184 neutroni olemasolu muudab isotoobi stabiilseks isotoobiks. | Neutronite arv aatomi raadiuses on suurem kui prootonite arv. |
Kokkuvõte – stabiilsed isotoobid vs radioisotoobid
Isotoobid on sama keemilise elemendi aatomid, millel on identne aatomnumber, kuid erinev aatommass. Mõned isotoobid on stabiilsed, teised aga ebastabiilsed. Stabiilsed isotoobid on nende keemiliste elementide looduslikult esinevad vormid. Ebastabiilseid isotoope nimetatakse ka radioisotoopideks, kuna need isotoobid läbivad stabiilse oleku saamiseks radioaktiivse lagunemise. Peamine erinevus stabiilsete isotoopide ja radioisotoopide vahel põhineb nende võimel läbida radioaktiivset lagunemist.
