Atom-atom suatu unsur kimia dapat ada dalam berbagai jenis. Ini disebut isotop. Isotop memiliki jumlah proton yang sama (dan elektron), tetapi jumlah neutron yang berbeda. Isotop yang berbeda dari unsur yang sama memiliki massa yang berbeda.
Massa adalah kata untuk seberapa banyak substansi (atau materi) yang dimiliki sesuatu. Benda dengan massa berbeda memiliki bobot berbeda. Karena isotop yang berbeda memiliki jumlah neutron yang berbeda, mereka tidak semua memiliki berat yang sama atau memiliki massa yang sama.
Isotop yang berbeda dari unsur yang sama memiliki nomor atom yang sama. Mereka memiliki jumlah proton yang sama. Nomor atom ditentukan oleh jumlah proton. Isotop memiliki jumlah massa yang berbeda, karena mereka memiliki jumlah neutron yang berbeda.
Dalam atom netral, jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Isotop dari unsur yang sama juga memiliki jumlah elektron dan struktur elektronik yang sama. Karena bagaimana sebuah atom bertindak ditentukan oleh struktur elektroniknya, isotop hampir secara kimiawi sama, tetapi secara fisik berbeda dengan atom aslinya.
Asal Kata Isotop
Kata isotop, berarti di tempat yang sama, berasal dari fakta bahwa semua isotop unsur berada di tempat yang sama dalam tabel periodik.
Secara bersama, isotop-isotop dari unsur-unsur membentuk suatu set nuklida. Nuklida adalah jenis inti atom tertentu atau lebih umum merupakan aglomerasi proton dan neutron. Bahkan lebih benar untuk mengatakan bahwa unsur seperti fluor terdiri dari nuklida stabil dan bukan bahwa ia memiliki isotop stabil.
Dalam nomenklatur ilmiah, isotop (nukleid) didasarkan pada nama elemen tertentu dari stroke dan jumlah nukleon (proton dan neutron) dalam inti atom (Helium-3, karbon-12, karbon-14, ferro). -57, uranium-238). Jumlah nukleon diberikan dalam bentuk simbolis sebagai awalan naik dari simbol kimia (3He, 12C, 14C, 57Fe, 238U, dll).
Semua atom dari unsur yang sama memiliki jumlah proton yang sama, tetapi beberapa dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda. Sebagai contoh, semua atom karbon memiliki enam proton dan sebagian besar juga memiliki enam neutron. Namun, beberapa atom karbon memiliki tujuh atau delapan neutron, bukan enam.
Atom-atom dari unsur yang sama yang berbeda dalam jumlah neutron disebut isotop. Banyak isotop muncul secara alami. Biasanya satu atau dua isotop unsur adalah yang paling stabil dan umum. Isotop elemen yang berbeda umumnya memiliki sifat fisik dan kimia yang sama. Ini karena mereka memiliki jumlah proton dan elektron yang sama.
Apa Contoh Isotop
Isotop yang lebih berat bereaksi lebih lambat daripada isotop yang lebih ringan dari elemen yang sama. “Efek massa” ini besar untuk protium (1H) dan deuterium (2H), karena deuterium memiliki massa protium dua kali lipat. Untuk elemen yang lebih berat, perbedaan berat atom relatif antara isotop jauh lebih sedikit, dan efek massa biasanya kecil.
Inti atom adalah proton dan neutron yang disatukan oleh gaya nuklir kuat. Karena proton memiliki muatan positif, mereka mendorong terhadap proton lain. Neutron bersifat netral secara listrik, dan mereka menarik lebih banyak proton daripada dorongan proton terhadap proton lain.
Ini membuat nukleus lebih stabil. Jadi, kita membutuhkan neutron agar lebih dari dua proton berada dalam nukleus. Karena ada lebih banyak proton, lebih banyak neutron diperlukan untuk memiliki inti yang stabil. Tetapi, jika ada terlalu banyak neutron, nukleus menjadi tidak stabil.
Di alam beberapa unsur hanya memiliki isotop tunggal. Sebagai contoh, fluorin 19F adalah satu-satunya isotop fluorin. Unsur lain memiliki banyak isotop. Misalnya, xenon memiliki 9 isotop.
Beberapa isotop bersifat radioaktif. Ini disebut isotop radioaktif. Yang lain tidak radioaktif. Ini disebut isotop stabil.
Hidrogen memiliki tiga isotop umum. Isotop hidrogen yang paling umum disebut protium (1H). Atom hidrogen dengan neutron ekstra (massa atom 2) disebut deuterium (2H). Hidrogen dengan satu proton dan dua neutron (massa atom 3) disebut tritium (3H). Protium dan deuterium adalah isotop stabil, sedangkan tritium adalah isotop radioaktif.
Elemen terberat dalam tabel periodik semuanya radioaktif. Semua isotop radon, thorium, dan uranium adalah radioaktif, karena sangat berat. Ini karena kekuatan nuklir di dalam inti atom mengalami kesulitan menahan semua partikel dengan begitu banyak proton dan neutron di dalamnya.
Hidrogen adalah contoh unsur yang memiliki banyak isotop. Tiga isotop hidrogen dimodelkan pada Gambar di bawah. Kebanyakan atom hidrogen hanya memiliki satu proton dan satu elektron dan tidak memiliki neutron. Atom-atom ini hanya disebut hidrogen. Beberapa atom hidrogen memiliki satu neutron juga. Atom-atom ini adalah isotop bernama deuterium. Atom hidrogen lainnya memiliki dua neutron. Atom-atom ini adalah isotop bernama tritium.
Q: Jumlah massa atom adalah jumlah proton dan neutron. Berapa jumlah massa masing-masing isotop hidrogen yang ditunjukkan pada Gambar di atas?
A: nomor massa: hidrogen = 1, deuterium = 2, dan tritium = 3.
Tata nama Isotop
Bagi sebagian besar unsur selain hidrogen, isotop diberi nama sesuai nomor massa mereka. Misalnya, atom karbon dengan 6 neutron memiliki nomor massa 12 (6 proton + 6 neutron = 12), sehingga mereka disebut karbon-12. Atom karbon dengan 7 neutron memiliki massa atom 13 (6 proton + 7 neutron = 13). Atom-atom ini adalah isotop yang disebut karbon-13.
Q: Beberapa atom karbon memiliki 8 neutron. Apa nama isotop karbon ini?
A: atom karbon dengan 8 neutron memiliki massa atom 14 (6 proton + 8 neutron = 14), sehingga isotop karbon ini diberi nama karbon-14.
Kestabilan Isotop
Atom membutuhkan rasio neutron dan proton tertentu sehingga memiliki inti yang stabil. Memiliki terlalu banyak atau terlalu sedikit neutron relatif terhadap jumlah proton menghasilkan ketidak stabilan, atau radioaktif, sehingga inti cepat atau lambat akan terpecah ke bentuk yang lebih stabil. Proses ini disebut peluruhan radioaktif.
Banyak isotop memiliki inti radioaktif, dan isotop ini disebut sebagai radioisotop. Ketika mereka meluruh, mereka merilis partikel yang mungkin berbahaya. Inilah sebabnya mengapa isotop radioaktif yang berbahaya dan mengapa bekerja dengan mereka membutuhkan pakaian khusus untuk perlindungan. Isotop karbon dikenal sebagai karbon-14 adalah contoh radioisotop. Sebaliknya, isotop karbon yang disebut karbon-12 dan karbon-13 yang stabil.
Ringkasan
Atom dari unsur yang sama yang berbeda dalam jumlah neutron mereka disebut isotop. Isotop yang berbeda dari unsur umumnya memiliki sifat fisik dan kimia yang sama karena mereka memiliki nomor yang sama dari proton dan elektron.
Kebanyakan atom hidrogen kekurangan neutron dan hanya disebut hidrogen. Atom hidrogen dengan satu neutron adalah isotop yang dikenal sebagai deuterium, dan mereka isotop dengan dua neutron adalah bernama tritium.
Bagi sebagian besar unsur selain hidrogen, isotop diberi nama sesuai nomor massa mereka, yang merupakan jumlah proton ditambah neutron. Misalnya, karbon dengan nomor massa 14 disebut karbon-14.
Atom membutuhkan rasio tertentu antara neutron dan proton sehingga memiliki inti yang stabil. Jika mereka memiliki terlalu banyak atau terlalu sedikit neutron relatif terhadap proton, mereka merupakan radioaktif dan akan meluruh ke bentuk yang lebih stabil. Isotop dengan inti radioaktif disebut radioisotop.