Nøgleforskellen mellem isotoper og grundstoffer er, at isotoperne er forskellige former for det samme kemiske grundstof, hvorimod grundstofferne er arter af atomer med det samme antal protoner i atomkernerne.
En lignende type atomer kan undergå små ændringer for at danne forskellige isotoper. Et grundstof kan have flere isotoper. Naturen af hver isotop bidrager til karakteren af et grundstof. Her vil vi diskutere i detaljer om isotoper og grundstoffer for at belyse forskellen mellem isotoper og grundstoffer.
Hvad er isotoper?
Atomer af det samme grundstof kan være forskellige fra hinanden. Disse forskellige atomer af det samme grundstof er isotoper. De er forskellige fra hinanden ved at have et forskelligt antal neutroner. Da neutrontallet er forskelligt, er deres massetal også forskelligt. Imidlertid har isotoper af det samme grundstof det samme antal protoner. I naturen forekommer forskellige isotoper i varierende mængder. Derfor kan vi give deres forekomst som en procentværdi kaldet relativ overflod. For eksempel har brint tre isotoper som protium, deuterium og tritium. Antallet af protoner i deres atomkerner er det samme, men antallet af neutroner er forskelligt. Deres neutroner og relative mængder er som følger.
- 1 H – ingen neutroner, den relative mængde er 99,985 %
- 2 H- én neutron, relativ mængde er 0,015%
- 3 H- to neutroner, relativ mængde er 0 %
Figur 01: Isotoper af hydrogen
Antallet af neutroner en kerne kan rumme varierer fra grundstof til grundstof. Blandt disse isotoper er kun nogle stabile. For eksempel har oxygen tre stabile isotoper, og tin har ti stabile isotoper. Oftest har simple grundstoffer det samme neutronnummer som protontallet. Men i tunge grundstoffer er der flere neutroner end antallet af protoner.
Yderligere er antallet af neutroner vigtigt for at afbalancere kernernes stabilitet. Når kernerne er for tunge, bliver de ustabile, og derfor bliver disse isotoper radioaktive. For eksempel udsender 238U stråling og henfalder til meget mindre kerner. Isotoper kan have forskellige egenskaber på grund af deres forskellige masser. For eksempel kan de have forskellige spins. Deres NMR-spektre er således forskellige. Imidlertid er deres elektronnummer ens, hvilket giver anledning til lignende kemisk adfærd.
Hvad er elementer?
Vi er bekendt med ordet "grundstof", fordi vi lærer om dem i det periodiske system. Der er omkring 118 kemiske grundstoffer i det periodiske system, og de er arrangeret efter deres atomnummer. Et grundstof er en kemisk art, som kun repræsenterer en enkelt type atomer. Derfor er de rene. Yderligere har atomerne i det samme grundstof det samme antal protoner i deres atomkerner. Men antallet af neutroner kan afvige fra hinanden. For eksempel er det mindste grundstof brint. Sølv, guld, platin er nogle af de almindeligt kendte værdifulde elementer.
Hvert grundstof har en atommasse, atomnummer, symbol, elektronisk konfiguration osv. Selvom de fleste af grundstofferne er naturligt forekommende, er der nogle syntetiske grundstoffer som Californium, Americium, Einsteinium og Mendelevium. Vi kan kategorisere alle elementerne i tre grupper; som metaller, metalloider og ikke-metaller.
Figur 02: Endoskelet
Yderligere kan vi kategorisere dem i grupper og perioder baseret på mere specifikke karakteristika. Elementer i samme gruppe eller periode deler også visse fælles karakteristika, og nogle egenskaber kan ændre sig sekventielt, når du gennemgår en gruppe eller periode. Desuden kan grundstoffer undergå kemiske ændringer for at danne forskellige forbindelser; vi kan dog ikke nedbryde grundstoffer yderligere ved simple kemiske metoder.
Hvad er forskellen mellem isotoper og elementer?
Begrebet kemisk grundstof beskriver en art af atomer, mens udtrykket isotoper beskriver forskellige former for det samme kemiske grundstof. Derfor er den vigtigste forskel mellem isotoper og elementer, at isotoper er forskellige former for det samme kemiske element, mens elementer er arter af atomer med det samme antal protoner i atomkernerne. Desuden er en anden forskel mellem isotoper og grundstoffer, at isotoperne har forskellige antal neutroner, men kemiske grundstoffer kan have enten det samme antal neutroner eller et andet antal neutroner; men de har aldrig det samme antal protoner.
Som en anden vigtig forskel mellem isotoper og grundstoffer, kan vi sige, at atommassen af en isotop kan beregnes ved blot at tilføje den samlede masse af protoner og neutronerne i atomkernerne, hvorimod vi kan beregne atommassen af en kemisk grundstof ved hjælp af atommasserne af dets isotoper og deres relative mængde.
Opsummering – Isotoper vs Elements
Isotoper er forskellige atomare former af det samme kemiske grundstof. Den vigtigste forskel mellem isotoper og elementer er, at isotoperne er forskellige former for det samme kemiske element, mens grundstofferne er arter af atomer med det samme antal protoner i atomkernerne.
