Preguntas y respuestas
Una especie atómica se define por dos números enteros: el número de protones en el núcleo (conocido como Z, o número atómico) y el número total de protones más neutrones (conocido como Z, o número másico).
Los isótopos son los átomos de un elemento que tienen el mismo número atómico pero una masa atómica diferente; es decir, el mismo número de protones y, por tanto, idénticas propiedades químicas, pero diferente número de neutrones y, en consecuencia, diferentes propiedades físicas. Los isótopos pueden ser estables, inestables o radioisótopos. En estos últimos, sus núcleos tienen una propiedad especial: emiten energía en forma de radiación ionizante mientras buscan una configuración más estable.
Los isótopos son los átomos de un elemento que tienen el mismo número atómico pero una masa atómica diferente
Número atómico (Z) y número de masa (A)
El número atómico define el elemento químico al que pertenece el átomo. Así, independientemente del número de neutrones que tengan, todos los átomos cuyos núcleos tienen un protón son átomos de hidrógeno. Todos los que tienen ocho protones son átomos de oxígeno, etcétera.
El número másico es el número entero que más se aproxima a la masa (expresada en unidades de masa atómica) del átomo en cuestión. Así, todos los átomos con A = 2 tienen una masa de aproximadamente 2 unidades de masa; los átomos con A = 235 tienen una masa de aproximadamente 235 unidades de masa atómica.
Anotación: AZX (donde X es el elemento del átomo)
Isótopos
Los isótopos (del griego isos = igual y tópos = lugar) son átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen diferente número de neutrones y, por tanto, difieren en masa. Es decir, tienen el mismo número atómico (Z) pero diferente número de masa (A).
Por ejemplo, el carbono se presenta en la naturaleza como una mezcla de tres isótopos con números de masa 12, 13 y 14: 12C, 13C y 14C. Las cantidades globales de carbono en cada uno de ellos son respectivamente del 98,99%, 1,11% y trazas.
La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo, como es el caso del estaño, el elemento con mayor número de isótopos estables. Sólo 21 elementos, como el berilio y el sodio, tienen un único isótopo natural.
Tipos de isótopos:
- Naturales: Los que se encuentran naturalmente en la naturaleza. Ejemplos: el hidrógeno tiene tres isótopos naturales (protio, que no tiene neutrones, deuterio, con un neutrón, y tritio, con dos). Otro elemento que contiene isótopos muy importantes es el carbono, que incluye el carbono 12, la base referencial de la masa atómica en cualquier elemento; el carbono 13, el único con propiedades magnéticas, y el carbono 14 radiactivo, muy importante ya que su vida media es de 5.730 años y es muy utilizado en arqueología para determinar la edad de los fósiles orgánicos.
- Artificiales: Estos isótopos, fabricados en laboratorios nucleares mediante el bombardeo de partículas subatómicas, suelen tener una vida corta, sobre todo por su naturaleza inestable y su radiactividad. Ejemplos: el iridio 192, utilizado para verificar la hermeticidad de las soldaduras de las tuberías, especialmente en lo que respecta a las tuberías de transporte de crudo pesado y combustibles. Algunos isótopos del uranio también se utilizan para trabajos nucleares como la generación eléctrica.
Los isótopos también se subdividen en isótopos estables (hay menos de 300) e inestables o radiactivos (hay unos 1.200). El concepto de estabilidad no es exacto, ya que hay isótopos casi estables. Es decir, durante un tiempo son inestables y se vuelven estables o se convierten en otros isótopos estables.
La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo, como es el caso del estaño, el elemento con mayor número de isótopos estables
Radioisótopo (también conocido como radisótopo)
Son isótopos radiactivos, ya que tienen un núcleo atómico inestable (debido al equilibrio entre neutrones y protones) y emiten energía y partículas cuando cambia a una forma más estable. La energía liberada en el cambio de forma se puede medir con un contador Geiger o con una película fotográfica.
Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida característico. La energía puede liberarse principalmente en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta, (electrones o positrones), o gamma (energía electromagnética).
Varios isótopos radiactivos inestables y artificiales tienen usos médicos. Por ejemplo, un isótopo de tecnecio (99mTc) puede utilizarse para identificar vasos sanguíneos obstruidos. Varios isótopos radiactivos naturales se utilizan para determinar cronologías, como la arqueológica (14C).
Aplicaciones de los radioisótopos
- Medicina: Diagnóstico y tratamiento de enfermedades, esterilización de productos de uso frecuente en el ámbito clínico y quirúrgico, etc.
- Industria y tecnología: revisión de materiales y soldaduras en la construcción, control de procesos productivos, investigación, etc.
- Agricultura: Control de plagas, conservación de alimentos, etc.
- Arte: restauración de objetos de arte, verificación de objetos históricos o artísticos, etc.
- Arqueología: Datación de eventos geológicos, etc.
- Investigación: Universo, industria, medicina, etc.
- Farmacología: El estudio del metabolismo de los medicamentos antes de que se autorice su uso público.