Izotopy

Izotopy – odmienne postacie atomów pierwiastka chemicznego, różniące się liczbą neutronów w jądrze (z definicji atomy tego samego pierwiastka mają tę samą liczbę protonów w jądrze). Izotopy tego samego pierwiastka różnią się liczbą masową (łączną liczbą neutronów i protonów w jądrze), ale mają tę samą liczbę atomową (liczbę protonów w jądrze).

Posłuchaj tego artykułu
Plik audio został utworzony na podstawie wersji z 18 marca 2013 i nie obejmuje późniejszych edycji.
Inne artykuły audio
Zdjęcie płyty fotograficznej, na której w 1913 r. podczas badań nad budową lampy wyładowczej, J.J. Thomson zarejestrował ślady odchylonych w polu magnetycznym i elektrycznym izotopów zjonizowanego neonu 20Ne i 22Ne.

Izotopy tego samego pierwiastka na ogół mają zbliżone własności fizyczne i chemiczne. Jednak im większa jest różnica mas atomowych izotopów, tym większe mogą być różnice ich własności fizycznych lub chemicznych. Izotopy danego pierwiastka mogą mieć inną gęstość, temperaturę wrzenia, topnienia i sublimacji. Różnice te występują także w związkach chemicznych tworzonych przez te izotopy.

Różnice mas atomowych izotopów powodują występowanie niewielkich różnic w reaktywności izotopów. Nie ma ona wpływu na kierunek reakcji chemicznych, w których one uczestniczą, ale wpływa na szybkość przebiegu tych reakcji. Zjawisko to nazywa się efektem izotopowym i wykorzystuje się w badaniu mechanizmów reakcji chemicznych. Te niewielkie różnice w szybkości reakcji wywołują zmiany w składzie izotopowym związków chemicznych powstających w różnych reakcjach (zjawisko to wykorzystywane jest np. do rozróżniania, czy węgiel zawarty w danym związku chemicznym brał udział w reakcji fotosyntezy).

Izotopy, ze względu na stabilność, dzieli się na:

Pierwiastki występują naturalnie zwykle jako mieszanina izotopów. Jest to główna przyczyna, obok deficytu masy, która sprawia, że masy atomowe nie są liczbami całkowitymi.

Izotopy nie mają oddzielnych nazw, z wyjątkiem izotopów wodoru. Oznacza się je symbolem pierwiastka chemicznego z liczbą masową u góry po lewej stronie, na przykład 208Pb.

Pierwiastki mogą mieć po kilka, a nawet kilkanaście izotopów. Przykładowo wodór ma trzy naturalne izotopy:

Notacja

To jest diagram wyjaśniający symbol nuklidowy. Po lewej stronie znajduje się model atomu z jądrem składającym się z dwóch okrągłych protonów oznaczonych symbolem "+" umieszczonych obok dwóch niebieskich neutronów. Dookoła jądra jest pierścień, na którym znajdują się dwa okrągłe elektrony, które są mniejsze od neutronów i protonów. Opis protonów oznajmia, że ich liczba w obojętnym elektrycznie atomie jest równa liczbie elektronów. Po prawej jest symbol nuklidowy dla helu o symbolu chemicznym He, z indeksem górnym i dolnym umieszczonymi po jego lewej stronie. Indeks górny, 4, oznacza liczbę masową, czyli sumę liczby protonów i neutronów. Indeks dolny, 2, oznacza liczbę protonów.
Wyjaśnienie indeksu górnego i dolnego w symbolu nuklidowym.

Izotop lub nuklid określane są przez nazwę pierwiastka (która wskazuje na liczbę atomową), po którym następuje dywiz i liczba masowa (dla przykładu hel-3, hel-4, węgiel-14, uran-235). Gdy używany jest symbol chemiczny, np. „C” dla węgla, zapisanie symbolu nuklidowego polega na umieszczeniu liczby masowej (liczby nukleonów) w indeksie górnym po lewej stronie symbolu chemicznego oraz liczby atomowej w indeksie dolnym po lewej stronie (np. 32He, 42He, 146C oraz 23592U). Ponieważ liczba atomowa jest już określona przez symbol pierwiastka, często podaje się jedynie liczbę masową w indeksie górnym, pomijając liczbę atomową w indeksie dolnym (np 3He, 4He, 14C oraz 235U). Litera m (od „metastabilny”) jest dodana za liczbą masową, żeby wskazać na izomer jądrowy, czyli metastabilny lub wzbudzony energetycznie stan jądra atomowego, na przykład 99mTe (technet-99m).

Trwałe izotopy pierwiastków

Ta sekcja od 2025-11 wymaga określenia jasnych kryteriów wyboru.
Kryteria powinny być poparte źródłami, nie mogą naruszać zasady neutralnego punktu widzenia, należy też unikać pustosłowia. Zapoznaj się również z zasadami tworzenia list.
Uwagi: Tabela jest niepełna - pominięte zostały lantanowce. Por. List of elements by stability of isotopes(inne języki).
Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tej sekcji.
Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tej sekcji.
liczba atomowa symbol liczby masowe izotopów

(w nawiasach zawartość procentowa)

1 H 1 (99,985),
2 (0,015)
2 He 4 (99,99987),
3 (0,00013)
3 Li 7 (92,6),
6 (7,4)
4 Be 9 (100)
5 B 11 (81,2),
10 (18,8)
6 C 12 (98,89),
13 (1,11)
7 N 14 (99,63),
15 (0,37)
8 O 16 (99,759),
17 (0,037),
18 (0,204)
9 F 19 (100)
10 Ne 20 (90,92),
21 (0,26),
22 (8,82)
11 Na 23 (100)
12 Mg 24 (78,8),
25 (10,1),
26 (11,1)
13 Al 27 (100)
14 Si 28 (92,17),
29 (4,71),
30 (3,12)
15 P 31 (100)
16 S 32 (95),
33 (0,75),
34 (4,2),
36 (0,017)
17 Cl 35 (75,53),
37 (24,47)
18 Ar 40 (99,60),
36 (0,337),
38 (0,063)
19 K 39 (93,2),
41 (6,8),
40 (0,0119)
20 Ca 40 (96,9),
42 (0,64),
43 (0,14),
44 (2,1),
46 (0,0032),
48 (0,18)
21 Sc 45 (100)
22 Ti 48 (73,8),
46 (8,0),
47 (7,4),
49 (5,5),
50 (5,3)
23 V 51 (99,75),
50 (0,25)
24 Cr 52 (83,7),
50 (4,4),
53 (9,5),
54 (2,4)
25 Mn 55 (100)
26 Fe 56 (91,6),
54 (5,9),
57 (2,20),
58 (0,33)
27 Co 59 (100)
28 Ni 58 (68,0),
60 (26,2),
61 (1,1),
62 (3,7),
64 (1,0)
29 Cu 63 (69,0),
65 (31,0)
30 Zn 64 (48,9),
66 (27,8),
67 (4,1),
68 (18,6),
70 (0,63)
31 Ga 69 (60,1),
71 (39,9)
32 Ge 70 (20,5),
72 (27,4),
73 (7,8),
74 (36,5),
76 (7,8)
33 As 75 (100)
34 Se 74 (0,93),
76 (9,1),
77 (7,5),
78 (23,6),
80 (49,9),
82 (9,0)
35 Br 79 (50,6),
81 (49,4)
36 Kr 78 (0,35),
80 (2,27),
82 (11,6),
83 (11,5),
84 (57,0),
86 (17,3)
37 Rb 85 (72,2),
87 (27,8)
38 Sr 84 (0,55),
86 (9,8),
87 (7,0),
88 (82,7)
39 Y 89 (100)
40 Zr 90 (51,5),
91 (11,2),
92 (17,1),
94 (17,4),
96 (2,8)
41 Nb 93 (100)
42 Mo 92 (15,7),
94 (9,3),
95 (15,7),
96 (16,5),
97 (9,5),
98 (23,8),
100 (9,5)
43 Tc brak trwałych izotopów
44 Ru 96 (5,6),
98 (1,9),
99 (12,7),
100 (12,7),
101 (17,0),
102 (31,5),
104 (18,6)
45 Rh 103 (100)
46 Pd 102 (1,0),
104 (11,0),
105 (22,2),
106 (27,3),
108 (26,7),
110 (11,8)
47 Ag 107 (51,4),
109 (48,6)
48 Cd 106 (1,22),
108 (0,88),
110 (12,4),
111 (12,8),
112 (24,0),
113 (12,3),
114 (28,8),
116 (7,6)
49 In 113 (4,2),
115 (95,8)
50 Sn 112 (1,02),
114 (0,69),
115 (0,38),
116 (14,3),
117 (7,6),
118 (24,1),
119 (8,5),
120 (32,5),
122 (4,8),
124 (6,1)
51 Sb 121 (57),
123 (43)
52 Te 120 (0,091),
122 (2,5),
123 (0,88),
124 (4,6),
125 (7,0),
126 (18,7),
128 (31,8),
130 (34,4)
53 I 127 (100)
54 Xe 124 (0,094),
126 (0,092),
128 (1,92),
129 (26,4),
130 (4,1),
131 (21,2),
132 (26,9),
134 (10,4),
136 (8,9)
55 Cs 133 (100)
56 Ba 130 (0,101),
132 (0,097),
134 (2,42),
135 (6,6),
136 (7,8),
137 (11,3),
138 (71,7)
57 La 138 (0,089),
139 (99,911)
72 Hf 174 (0,18),
176 (5,2),
177 (18,5),
178 (27,1),
179 (13,8),
180 (35,2)
73 Ta 180 (0,012),
181 (99,988)
74 W 180 (0,14),
182 (26,2),
183 (14,3),
184 (30,7),
186 (28,7)
75 Re 185 (37,1),
187 (62,9)
76 Os 184 (0,018),
186 (1,59),
187 (1,64),
188 (13,3),
189 (16,1),
190 (26,4),
192 (41,0)
77 Ir 191 (38,5),
193 (61,5)
78 Pt 192 (0,78),
194 (32,8),
195 (33,7),
196 (25,4),
198 (7,2)
79 Au 197 (100)
80 Hg 196 (0,15),
198 (10,0),
199 (16,9),
200 (23,1),
201 (13,2),
202 (29,8),
204 (6,8)
81 Tl 203 (29,5),
205 (70,5)
82 Pb 204 (1,3),
206 (26),
207 (21),
208 (52)
83 Bi 209 (100)

Zobacz też

Uwagi

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Nuklid nietrwały o bardzo długim (ponad miliard lat) okresie półtrwania.

Przypisy

  1. ↑ Izotopy, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2021-07-30].
  2. ↑ dr hab. Adam Wolański: Zapis nazw izotopów. 2016-06-01. [dostęp 2026-09-27]. [zarchiwizowane z tego adresu (2026-09-27)]. (pol.).
  3. ↑ Christopher M. A. Brett: Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry. Wyd. 4, abridged. RSC Publishing, 03 2025, s. 46. DOI: 10.1039/9781839163180. [dostęp 2026-10-05].
  4. ↑ W.C. Fernelius, Nomenclature of Inorganic Chemistry 12. Isotopically Modified Compounds, „Pure & Appl. Chem.”, 51, 1978 [dostęp 2026-10-05].

Linki zewnętrzne