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Características de los isótopos

 
Por Ángela Belmonte. 27 noviembre 2019
Características de los isótopos
Imagen: Planetas

Toda la materia que conforma nuestro planeta está formada por los átomos. Pero todos los átomos no son iguales, los átomos de diferentes elementos tienen diferente número de protones, neutrones y electrones. En ocasiones, el número de estas partículas subatómicas no son iguales, no están equilibradas, y aparecen especies como los isótopos. Los isótopos son átomos de un mismo elemento (por ejemplo, el hidrógeno) pero que no tienen el mismo número de neutrones. Este "desequilibrio" hace que las características de los isótopos de un mismo elemento no sean iguales. En esta lección de unPROFESOR veremos todas estas características de forma detallada. ¡Comenzamos!

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¿Qué es un isótopo?

Antes de hablar de las características de los isótopos es importante conocer mejor en qué consiste esta partícula subatómica. Podríamos decir lo que los isotopos son "subgrupos" de átomos: son átomos de un mismo elemento pero que se diferencian en determinadas cosas.

Los isótopos son dos átomos con el mismo número de protones (el mismo número atómico), pero diferente número de neutrones (diferente masa atómica). Los isótopos de un mismo elemento suelen nombrarse con el nombre del elemento seguido de su masa atómica. Es muy conocido el carbono catorce (C14), que se utiliza para determinar la edad de los fósiles pero el carbono tiene otros isótopos como el carbono 12 y el carbono 13, que son más estables que otros isótopos del carbono como el carbono 8 o el carbono 22.

En nuestro caso, todos estos átomos son átomos de carbono por lo que tienen un número atómico de 6 (Z=6) pero el carbono 12 (carbono “normal”) tiene un peso atómico de 12 frente al peso atómico de 14 del carbono 14 o el peso atómico de 8 del carbono C8.

Estas diferencias entre los diferentes isótopos pueden hacer que los átomos tengan diferentes características, comportamientos con átomos de otros elementos, vida media de vida, etc.

Características de los isótopos - ¿Qué es un isótopo?
Imagen: Tus Tareas

Características atómicas de los isótopos

  • La primera característica de los isótopos a nivel atómico es que todos los isótopos son átomos de un mismo elemento.
  • Esta característica principal nos lleva a una segunda característica: todos los isótopos de un mismo elemento tienen el mismo número atómico, es decir, el mismo número de protones.
  • Todos los isótopos de un elemento tienen el mismo número de protones.
  • Los isótopos de un mismo elemento tienen diferente número de neutrones, es decir, diferente número másico o masa atómica.
Características de los isótopos - Características atómicas de los isótopos
Imagen: EHU

Una aplicación curiosa de los isótopos: el marcado isotópico

El marcado isotópico es una técnica que se sirve de dos características muy importantes de los isótopos: que todos los isótopos reaccionan de la misma forma en las reacciones química y que algunos de ellos tienen radiactividad.

Durante una reacción química, dos o más sustancias, llamados reactivos, combinan sus átomos para formar otras sustancias diferentes resultado de combinaciones diferentes, los llamados productos. El marcado isotópico es una técnica mediante la cual podemos introducir en la reacción el isótopo radiactivo de un reactivo, de forma que este reaccionará de forma normal y nosotros podremos localizarlo en todo momento gracias a la radiactividad que emiten.

Otras variantes de esta técnica nos permiten identificar diferentes isótopos de un reactivo por espectrometría de masas o espectroscopia infrarroja.

Características de los isótopos - Una aplicación curiosa de los isótopos: el marcado isotópico
Imagen: Slideplayer

Características de los isótopos de un mismo elemento

Como consecuencia de las características atómicas vistas en el apartado anterior, los isótopos de un mismo elemento pueden tener otro tipo de características, que vamos a describir a continuación.

  • Los isótopos de un mismo elemento tienen diferente masa. De la masa dependen propiedades físicas como la densidad, que va a ser diferente para los diferentes isótopos de un mismo elemento.
  • Ciertas propiedades químicas dependen del tipo de elemento que sea, y por tanto no van a ser diferentes para los diferentes isótopos de un elemento. Un ejemplo es la solubilidad, que va a ser constante para todos los isótopos de un elemento.
  • Muy relacionado con su igualdad en las propiedades químicas está la siguiente característica de los isótopos: los isótopos de un mismo elemento reaccionan de la misma forma en las reacciones químicas. Esto quiere decir que, si el átomo de carbono 12 (el átomo más común o "normal") reacciona con dos átomos de oxígeno para formar la molécula de dióxido de carbono, nosotros sabemos que las de los demás isótopos del carbono también los harán. Esta es una propiedad muy importante para muchas aplicaciones prácticas de los isótopos y los radioisótopos.
  • Los isótopos de un elemento pueden ser de origen natural o de origen artificial. Si el isótopo en cuestión se puede encontrar en la naturaleza, sin que la mano del hombre haya intervenido en su creación, estamos ante un isótopo natural mientras que si este ha sido creado en reactores nucleares, aceleradores de partículas o generadores de radioisótopos decimos que es artificial. un mismo elemento puede tener isótopos naturales e isótopos artificiales.
  • Los isótopos pueden ser radiactivos o no radiactivos. Los isótopos radiactivos son aquellos en los que hay un exceso de energía, que el átomo tiende a eliminar para pasar de un estado inestable a uno de más estabilidad.
  • Relacionado con la características anterior podemos decir que los isótopos radiactivos tienen un tiempo de vida variable. El tiempo de vida es el tiempo que tarda el isótopo en desintegrarse, es decir, en dejar de tener ese exceso de energía que lo hace inestable. Hay isótopos radiactivos que son muy inestables tienen un tiempo de vida de segundos mientras que otros tardan horas o incluso años en desintegrarse y en pasar a ser isótopos más estables. Normalmente los átomos creados artificialmente tienen un tiempo de vida o de desintegración mucho menor que los naturales.

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Bibliografía
  • Briceño V, G. (s.f) Isótopos.
  • Belmonte, A. (15 de mayo de 2019). Propiedades del átomo.
  • Wikipedia (22 de octubre de 2019). Isótopo.
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