Isotopi II

Sebbene tutti gli atomi di un elemento abbiano lo stesso numero di protoni, i singoli atomi possono avere un numero diverso di neutroni. Questi diversi atomi sono chiamati isotopi. Tutti gli atomi di cloro (Cl) hanno 17 protoni, ma ci sono isotopi del cloro con 15-23 neutroni. In natura esistono solo due isotopi del cloro in quantità significative: quelli con 18 neutroni (75,53% di tutti gli atomi di cloro trovati in natura) e quelli con 20 neutroni (24,47%). Per scrivere il simbolo di un isotopo, posizionare il numero atomico come pedice e il numero di massa (protoni più neutroni) come apice a sinistra del simbolo atomico. I simboli per i due isotopi del cloro presenti in natura sono scritti come segue: \ (^ {35} _ {17} {\ rm Cl} \) e \ (^ {37} _ {17} {\ rm Cl} \) . Il pedice è alquanto inutile, perché tutti gli atomi di cloro hanno 17 protoni; i simboli degli isotopi sono solitamente scritti senza il pedice, come in 35Cl e 37Cl. Nel discutere questi isotopi, i termini cloro-35 e cloro-37 sono usati per differenziarli. In generale, affinché un atomo sia stabile, deve avere più neutroni che protoni. I nuclei con troppe particelle fondamentali di entrambi i tipi sono instabili e si decompongono radioattivamente.

La massa totale di un atomo è chiamata peso atomico ed è approssimativa somma delle masse dei suoi protoni, neutroni ed elettroni costituenti. Quando protoni, neutroni ed elettroni si combinano per formare un atomo, parte della loro massa viene convertita in energia e viene emessa. (Questa è la fonte di energia nelle reazioni di fusione nucleare. Poiché l’atomo non può essere scomposto nelle sue particelle fondamentali a meno che l’energia per la massa mancante non sia fornita dall’esterno, questa energia è chiamata energia di legame del nucleo.

Ogni isotopo di un elemento è caratterizzato da un numero atomico (il numero di protoni), una massa numero (il numero totale di protoni e neutroni) e un peso atomico (massa dell’atomo in unità di massa atomica). Poiché le perdite di massa durante la formazione di un atomo sono piccole, il numero di massa è solitamente lo stesso del peso atomico arrotondato all’intero più vicino (ad esempio, il peso atomico del cloro-37 è 36,966, che è arrotondato a 37). Se ci sono diversi isotopi di un elemento in natura, il peso atomico osservato sperimentalmente (il peso atomico naturale) è la media ponderata dei pesi degli isotopi. La media è ponderata in base all’abbondanza percentuale degli isotopi. Il cloro si trova in natura come 75,53% di cloro-35 (34,97 u) e 24,47% di cloro-37 (36,97 u), quindi la media ponderata dei pesi degli isotopi è (07553 x 34,97 u) + (0,2447 x 36,97 u) = 35,46 u . I pesi atomici trovati nelle tavole periodiche sono tutte le medie ponderate degli isotopi che si verificano in natura, e queste sono le cifre utilizzate per il resto di questo articolo, tranne quando si discute specificamente di un isotopo. In generale, tutti gli isotopi di un elemento si comportano chimicamente allo stesso modo. I loro comportamenti differiscono per quanto riguarda le proprietà sensibili alla massa come i tassi di diffusione.