Percorso scientifico
Isotopi · Radioattività
Isotopi. Un concetto fondamentale che collega molte osservazioni di chimica e fisica.
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Isotopi. Un concetto fondamentale che collega molte osservazioni di chimica e fisica.
Collega le idee
1Isotopi. Un concetto fondamentale che collega molte osservazioni di chimica e fisica.
2Isotopi. Un concetto fondamentale che collega molte osservazioni di chimica e fisica.
3Radioattività. Un concetto fondamentale che collega molte osservazioni di chimica e fisica.
4Radioattività. Un concetto fondamentale che collega molte osservazioni di chimica e fisica.
5Tempo di dimezzamento. Questo tema collega struttura nucleare, grandezze misurabili e leggi statistiche della fisica moderna.
L’idea essenziale
Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento con lo stesso numero di protoni ma un diverso numero di neutroni. Hanno quindi lo stesso numero atomico Z, ma masse nucleari diverse e, in alcuni casi, stabilità nucleare molto diversa.
L’identità chimica di un elemento è fissata dal numero di protoni. Se due nuclei hanno entrambi 6 protoni, sono entrambi carbonio. Possono però contenere 6, 7 o 8 neutroni: otteniamo carbonio-12, carbonio-13 e carbonio-14. Sono isotopi dello stesso elemento.
Nel simbolo nucleare ⁽ᴬ⁾₍Z₎X , Z è il numero atomico e A il numero di massa. Il numero di neutroni è quindi A − Z. Per ¹⁴C, Z = 6 e A = 14: il nucleo contiene 8 neutroni.
Gli isotopi neutri di uno stesso elemento hanno anche lo stesso numero di elettroni e quindi una struttura elettronica quasi identica. Ecco perché la loro chimica è generalmente simile, anche se differenze di massa possono produrre piccoli effetti isotopici misurabili.
Non tutte le combinazioni di protoni e neutroni sono stabili. Alcuni isotopi decadono spontaneamente trasformandosi in nuclei più stabili ed emettendo particelle o radiazione. Il carbonio-12 e il carbonio-13 sono stabili; il carbonio-14 è radioattivo. La radioattività riguarda quindi il nucleo , non il fatto di essere un elemento chimico diverso.