izotopi

izotopi (engl. isotopes; njem. Isotope; rus. изотопы), atomi istoga kem. elementa koji se razlikuju brojem neutrona u jezgri, tj. masenim brojem. Vrijednost masenoga broja A piše se kao lijevi superskript uza simbol elementa (npr. izotopi klora ³⁵Cl i ³⁷Cl), ili pojednostavnjeno kao dodani broj (npr. Cl-35). Imaju jednak broj protona i elektrona, pa je većina njihovih svojstava, kao i svojstava njihovih spojeva, vrlo slična, ali se zbog različitih atomskih masa (izotopni učinak) neka svojstva (gustoća, viskoznost, indeks loma i sl.) ipak razlikuju. Prirodni su elementi uglavnom smjese izotopa, koji mogu biti stabilni i nestabilni. Stabilne izotope sadržava ukupno 81 element, od vodika (Z = 1) do uključivo bizmuta (Z = 83), uz iznimku tehnecija (Z = 43) i prometija (Z = 61). Mnogi elementi imaju više izotopa, pa njihove relativne atomske mase nisu cijeli brojevi (→ atomska masa, relativna). Vodik je npr. smjesa stabilnih izotopa ¹H i ²H, ugljik sadržava stabilne izotope ¹²C i ¹³C, a kisik izotope ¹⁶O, ¹⁷O i ¹⁸O. Najviše stabilnih izotopa (10) sadržava kositar. Nestabilni, radioaktivni izotopi (radioizotopi), spontano se raspadaju, zračeći ionizirajuće zračenje. Prirodne radioizotope sadržavaju elementi koji imaju i stabilne izotope, te svi prirodni radioaktivni elementi koji ne sadržavaju stabilne izotope, a to su elementi od polonija (Z = 84) do uključivo plutonija (Z = 94) i prometij. Umjetni radioizotopi gotovo svih elemenata mogu se proizvesti nuklearnim reakcijama. Proizvodnja izotopa uključuje postupke razdvajanja smjese izotopa zasnovane na razlikama u svojstvima (npr. elektroliza, centrifugiranje, termodifuzija, ionska izmjena, frakcijsko taloženje i dr.). Za potrebe nuklearne energetike metoda difuzije razvijena je do industrijskih razmjera (upotrebljava se za razdvajanje uranijevih izotopa ²³⁵U i ²³⁸U). Umjetni radioaktivni izotopi proizvode se u nuklearnim reaktorima bombardiranjem atomskih jezgara neutronima ili fisijom teških jezgara, ili bombardiranjem nabijenim česticama u akceleratorima. Radioaktivni izotopi primjenjuju se u medicinskoj dijagnostici, biologiji, arheologiji, geologiji i dr. → nuklidi