Hauptunterschied – Stabile Isotope vs. Radioisotope
Isotope sind verschiedene Formen desselben chemischen Elements mit unterschiedlichen Atommassen. Das bedeutet, dass Isotope eines bestimmten chemischen Elements die gleiche Ordnungszahl, aber unterschiedliche Atommassen haben. Das liegt daran, dass diese Isotope unterschiedlich viele Neutronen in ihren Atomkernen haben. Einige Isotope sind stabil, während andere instabil sind. Stabile Isotope sind natürlich vorkommende Formen chemischer Elemente. Diese stabilen Isotope können natürlich in atomarer Form oder in Kombination mit anderen Atomen vorkommen. Instabile Isotope zerfallen radioaktiv, bis sie einen stabilen Zustand erreichen. Diese Isotope sind als Radioisotope bekannt. Der Hauptunterschied zwischen stabilen Isotopen und Radioisotopen besteht darin, dass stabile Isotope keinem radioaktiven Zerfall unterliegen, während Radioisotope einem radioaktiven Zerfall unterliegen.
Was sind stabile Isotope?
Stabile Isotope sind verschiedene Formen desselben chemischen Elements mit stabilen Kernen. Diese Atome haben die gleiche Ordnungszahl (Anzahl der Protonen in den Atomkernen), weil sie zum gleichen chemischen Element gehören, aber die Atommassen sind voneinander verschieden, weil sie eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen in den Atomkernen haben.
Stabile Isotope sind aufgrund der Stabilität der Atomkerne nicht radioaktiv. Daher senden diese Atome keine Strahlung aus. Ein bestimmtes chemisches Element kann mehr als ein stabiles Isotop haben. Aber in einigen chemischen Elementen sind alle Isotope instabil; daher sind sie radioaktiv.
Abbildung 1: Periodensystem gefärbt basierend auf der Anzahl stabiler Isotope
Die Stabilität von Atomkernen hängt von zwei grundlegenden Faktoren ab:
- Verhältnis zwischen Protonen und Neutronen
- Summe von Protonen und Neutronen
„Magische Zahlen“ist ein chemisches Konzept, das verwendet wird, um die Stabilität eines bestimmten Atomkerns zu bestimmen. Sie gibt die Anzahl der Elektronen an, die in stabilen Isotopen vorhanden sind. Die magische Zahl kann entweder die Anzahl der Protonen oder sogar die Anzahl der im Kern vorhandenen Neutronen sein.
Magische Zahlen: 2, 8, 20, 28, 50, 82 und 126
Wenn die Ordnungszahl eines Isotops gleich einer der obigen Zahlen ist, dann ist es ein stabiles Isotop. Wenn ein Isotop 114 Protonen hat, ist es außerdem ein stabiles Isotop. Wenn 126 oder 184 Neutronen vorhanden sind, handelt es sich außerdem um stabile Isotope. Wenn außerdem die Verhältnisse zwischen Protonen und Neutronen in einem Atom gerade Zahlen sind, dann sind diese Isotope höchstwahrscheinlich stabile Isotope.
Was sind Radioisotope?
Radioisotope sind instabile Isotope chemischer Elemente, die radioaktiv zerfallen. Diese Isotope unterliegen einem radioaktiven Zerfall, da sie instabile Atomkerne haben. Die meisten chemischen Elemente haben ein oder mehrere radioaktive Isotope, während einige chemische Elemente nur radioaktive Isotope haben (z. B. Uran).
Abbildung 2: Verschiedene Radioisotope und ihr radioaktiver Zerfall
Radioaktive Isotope sind aus mehreren Gründen instabil:
Vorhandensein einer hohen Anzahl von Neutronen im Atomkern im Vergleich zur Anzahl von Protonen
In diesen Radioisotopen werden beim radioaktiven Zerfall Neutronen in Protonen und Elektronen umgewandelt
Anwesenheit einer hohen Anzahl von Protonen im Atomkern
In diesen Radioisotopen werden Protonen in Neutronen und Positronen umgewandelt
Anwesenheit einer großen Anzahl von Protonen und Elektronen
Diese Radioisotope unterliegen einem Alpha-Zerfall, bei dem zwei Protonen und zwei Neutronen als Alpha-Teilchen emittiert werden
Was ist der Unterschied zwischen stabilen Isotopen und Radioisotopen?
Stabile Isotope vs. Radioisotope |
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| Stabile Isotope sind verschiedene Formen desselben chemischen Elements mit stabilen Kernen. | Radioisotope sind instabile Isotope chemischer Elemente, die radioaktiv zerfallen. |
| Stabilität | |
| Stabile Isotope sind sehr stabil und zerfallen nicht radioaktiv. | Radioisotope sind sehr instabil und zerfallen radioaktiv, um einen stabilen Zustand zu erreichen. |
| Protonen | |
| Das Vorhandensein von 114 Protonen macht ein Isotop zu einem stabilen Isotop. | Das Vorhandensein einer großen Anzahl von Protonen macht ein Isotop zu einem Radioisotop. |
| Neutronen | |
| Das Vorhandensein von 126 oder 184 Neutronen macht ein Isotop zu einem stabilen Isotop. | Die Anzahl der Neutronen im Atomradius ist größer als die Anzahl der Protonen. |
Zusammenfassung – Stabile Isotope vs. Radioisotope
Isotope sind Atome desselben chemischen Elements mit identischer Ordnungszahl, aber unterschiedlicher Atommasse. Einige Isotope sind stabil, während andere instabil sind. Stabile Isotope sind die natürlich vorkommenden Formen dieser chemischen Elemente. Instabile Isotope werden auch Radioisotope genannt, da diese Isotope einem radioaktiven Zerfall unterliegen, um einen stabilen Zustand zu erreichen. Der Hauptunterschied zwischen stabilen Isotopen und Radioisotopen beruht auf ihrer Fähigkeit, einem radioaktiven Zerfall zu unterliegen.
