İzotop

İzotop Atom numarası aynı, fakat atom ağırlıkları farklı olan elementlere verilen ad Kimyasal özellikleri hemen hemen aynı olduğu için periyotlar cetvelinde aynı yerde bulunan, bu elementlere izotop elementler denir


Tarihçe: 1907de HN Mc Coy ve WH Ross belirli radyoaktif bozunma ürünlerinin toryumda olduğu gibi aynı kimyevi özelliğe ve farklı atom ağırlığına sahib olduğunu keşfettiler 1913te bu elemente izotop adı FSoddy tarafından verildi Kararlı halde bulunan izotopların varlığını ilk önce 1913te Thomson, pozitif neon iyonlarının manyetik alanlardaki sapmalarını ölçmek suretiyle keşfetti Bu metodlaThomson birinin kütlesi 20, öbürünün kütlesi 22 olan iki neon iyonunun mevcut olduğunu gördü Aston ve Dempster tarafından sürdürülen ve "kütle spektrometresi" temeline dayanan çalışmalar, birçok elementin aslında kütle sayıları farklı izotop karışımlarından meydana geldiğini gösterdi Aynı senelerde Soddy veFajansın çalışmaları sonucu kimyevi yolla ayrılamayan elementlerin varlığı ortaya kondu Bu elementler biribirinden radyoaktif devir ve atom ağırlıklarının farklı olmasıyla ayrılabilir Bugün yaklaşık 1500 tane izotop bilinmektedir Bunlardan 280 tanesi kararlı ve 25 tanesi radyoaktif olmak üzere tabiatta bulunur Yaklaşık 1200 kadarı da suni olarak elde edilmiştir


Kararlı izotoplar: Berilyum, sodyum, kobalt gibi bazı elementlerin sadece bir tane kararlı izotopları vardır Diğer elementlerin kararlı izotoplarının sayısı iki ila on arasında değişir Mesela klorun iki, kükürdün dört, kalsiyumun altı ve kalayın on tane kararlı izotopları vardır Kalay en çok kararlı izotopa sahip elementtir


Kütlesi küçük olan elementlerin çoğu bir veya iki kararlı izotoplara sahiptir Bu izotopların her birinin çekirdeğindeki nötron sayısı, genellikle proton sayısı ile aynıdır Ağır elementlerin çoğunun iki ila on arasında değişen kararlı izotopları vardır Bu izotoplarda, çekirdeğin kararlılığı için nötronun protona oranının büyük olması gerekir Mesela kalayın bir izotopunun çekirdeğinde 74 nötron ve 50 proton vardır Nötron, proton oranı 1,5 tan fazla olan çekirdeklerde kararlılık, oran büyüdükçe azalır


Radyoaktif izotoplar: Elementlerin her biri hiç olmazsa bir radyoaktif izotopa sahiptir Mesela hidrojenin radyoaktif izotopu trityum olup, bunun yarılanma müddeti 12,5 yıldır Kütle numarası büyük olan elementlerin 30 kadar radyoaktif izotopları olur


Takribi 1200 kadar radyoaktif izotop vardır Bunlar çekirdeklerin, çekirdek reaktörlerinde veya tanecik siklotronlarıyla bombardımanından elde edilir Bunların nötron proton oranları kararlı izotopların oranlarından farklıdır Bazı radyoaktif izotoplar tabii olarak meydana gelmiştir ki bunların bazılarının yarılanma süreleri milyon x milyon yıldır


İzotopların ayrılması: Fiziksel veya kimyasal bir yolla bir izotopun başka bir izotopa göre miktarının arttırılması (karışımda nisbi artış sağlama) demektir İzotopları ayrıştırma metodlarından biri gazların diffüzyonudur Bir gaz karışımı pörözlü bir materyalden (sırsız porselenden, sıkıştırılmış grafitten vb) geçirildiği zaman molekül ağırlığı hafif olan gaz önce diffüzlenir Böylece geriye kalan gaz, ağır madde bakımından zengindir Bu teknikle uranyum izotopları uranyum hekzaflorür bileşiği haline getirilir ki bunlar gaz bileşikleridir Yukarıdaki işlemle reaktörlerde kullanılan uranyum 235 diğer izotoplarından ayrıştırılmış olur


Diğer ayrıştırma metodları da şunlardır: Diferansiyel elektroliz, buharlaştırma, kimyasal yer değiştirme ve elektromagnetik ayrıştırma


Kullanılışı: Ayrıştırılmış izotoplar veya zenginleştirilmiş karışımlar sanayide ve ilmi araştırmalarda yaygın olarak kullanılır En çok kullanılan izotoplar; uranyum 235, kobalt 60, iyot 131, kurşun 208dir Uranyum 235 reaktörlerde enerji üretmek ve ilmi araştırmalar yapmak için, kobalt 60 X ışınları analizinde kullanılır