Różnorodność budowy jąder atomowych – co to są izotopy, izotony, izobary

Jądra atomów, jak wiesz, składają się z protonów i neutronów. Liczba protonów jest charakterystyczna dla danego pierwiastka – oznacza to, że każdy pierwiastek ma stałą, określoną liczbę protonów. Jeśli natkniesz się na przykład dwóch jąder atomowych, a w każdym z nich jest taka sama liczba protonów, to jest to po prostu ten sam pierwiastek.

Żeby było łatwiej opisywać zjawiska zachodzące wśród atomów wprowadzono pojęcie nuklidu. Co to jest nuklid? Jest to zbiór jąder atomowych o takiej samej liczbie protonów i neutronów.

Pierwiastek – to zbiór atomów o tej samej liczbie protonów! Poszczególne atomy danego pierwiastka mogą różnić się liczbą neutronów, czyli również masą (są to izotopy, powiemy o nich nieco później).

Co to są izotopy, izobary oraz izotony?

Wśród nuklidów możemy wyróżnić kilka typów:

  • Izotony –   Są to atomy różnych pierwiastków zawierających taką samą liczbę neutronów np.  13C i 14N (węgiel ma liczbę atomową, czyli liczbę protonów równą 6 – daje nam to 7 neutronów w jądrze. Azot posiada 7 protonów, a więc w jądrze jest jeszcze 7 neutronów).
  • Izobary – Są to atomy rożnych pierwiastków mających taką sama liczbę masową (mogą zawierać różne liczby protonów i neutronów, ale ich suma jest identyczna), np:  14C i 14N
  • Izotopy – to atomy tego samego pierwiastka mające różną masę (liczbę neutronów), np: 16O, 17O, 18O. Około 70 izotopów różnych pierwiastków jest nietrwałych. Ulegają one rozpadowi co powoduje emisję promieniowania. (O rodzajach promieniowania przeczytasz tutaj). Niezależnie od rodzaju rozpadu zawsze emitowane jest promieniowanie gamma będące fala elektromagnetycznym. Jest ono niebezpieczne dla zdrowia a chronić przed nim może gruba ołowiana przegroda (dlatego wiele schronów ma ściany wyłożone porządna warstwą tego metalu).

Wskazówka: jak szybko zapamiętać te nazwy? Izotopy z pewnością już znasz. Neutrony mają symbol n – zaś w nazwie izotonów zamiast p znajduje się n. Izobary mają taką samą masę (możesz skojarzyć to z walczącymi (barującymi) się zawodnikami, którzy startują w danej kategorii wagowej – musza mieć taką sama masę. (przykład)