Una visión general de los isótopos.
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Isótopo, una de las dos o más especies de átomos de un elemento químico con el mismo número atómico y posición en la tabla periódica y un comportamiento químico casi idéntico pero con masas atómicas y propiedades físicas diferentes. Cada elemento químico tiene uno o más isótopos.
Un átomo se identifica y etiqueta primero según el número de protones de su núcleo. A este número atómico se le suele dar el símbolo Z. La gran importancia del número atómico deriva de la observación de que todos los átomos con el mismo número atómico tienen propiedades químicas casi idénticas, si no precisamente. Una gran colección de átomos con el mismo número atómico constituye una muestra de un elemento. Una barra de uranio puro, por ejemplo, estaría formada en su totalidad por átomos de número atómico 92. La tabla periódica de los elementos asigna un lugar a cada número atómico, y cada uno de estos lugares está etiquetado con el nombre común del elemento, como, por ejemplo, calcio, radón o uranio.
No es necesario que todos los átomos de un elemento tengan el mismo número de neutrones en sus núcleos. De hecho, es precisamente la variación del número de neutrones en los núcleos de los átomos lo que da lugar a los isótopos. El hidrógeno es un ejemplo de ello. Tiene el número atómico 1. Se conocen tres núcleos con un protón que contienen 0, 1 y 2 neutrones, respectivamente. Los tres comparten el lugar en la tabla periódica asignado al número atómico 1 y por ello se denominan isótopos (del griego isos, que significa «igual», y topos, que significa «lugar») del hidrógeno.
Muchas propiedades importantes de un isótopo dependen de su masa. El número total de neutrones y protones (símbolo A), o número de masa, del núcleo da aproximadamente la masa medida en la llamada escala de la unidad de masa atómica (amu). La diferencia numérica entre la masa real medida de un isótopo y A se denomina exceso de masa o defecto de masa (símbolo Δ; ver tabla).
| elemento | Z | símbolo | A | abundancia | exceso de masa | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Fuentes: G. Audi y A.H. Wapstra, «The 1995 Update to Atomic Mass Evaluation», Nuclear Physics, A595:409-480 (1995); K.J.R. Rosman y P.D.P. Taylor, «Isotopic Compositions of the Elements 1997», J. Phys. Chem. Ref. Data, 27:1275-85 (1995). | ||||||
| hidrógeno | 1 | H | 1 | 99.9885 | 7,289 | |
| 2 | 0.0151 | 13,136 | ||||
| helio | 2 | He | 3 | 0,000138 | 14,931 | |
| 4 | 99,999863 | 2.425 | ||||
| litio | 3 | Li | 6 | 7,59 | 14,086 | |
| 7 | 92,41 | 14.908 | ||||
| berilio | 4 | Be | 9 | 100 | 11.348 | |
| boro | 5 | B | 10 | 19,9 | ||
| 11 | 80.1 | 8,668 | carbono | 6 | C | 12 | 0 | 0 | 13 | 1,07 | 3.125 |
| nitrógeno | 7 | N | 14 | 99,632 | 2.863 | |
| 15 | 0,368 | Oxígeno | 8 | O | 16 | 99.757 | -4,737 |
| 17 | 0,038 | |||||
| -0,809 | 18 | 0,205 | -0.782 | |||
| fluorina | 9 | F | 19 | 100 | -1,487 | neón | 10 | Ne | 90,48 | -7.042 |
| 21 | 0,27 | -5,732 | ||||
| 22 | 9,25 | -8.024 | ||||
| sodio | 11 | Na | 23 | 100 | -9.529 | |
| magnesio | 12 | Mg | 24 | 78,99 | -13,933 | |
| 25 | 10.00 | -13,193 | ||||
| 6 | 11,01 | -16,214 | ||||
| 13 | Al | 27 | 100 | -17.197 | ||
| silicio | 14 | Si | 28 | 92,2297 | -21,493 | |
| 29 | 4,6832 | -21.895 | ||||
| 30 | 3,0872 | -24,433 | ||||
| fósforo | 15 | P | 31 | 100 | -24.441 | |
| azufre | 16 | S | 32 | 94,93 | -26.016 | |
| 33 | 0,76 | -26,586 | ||||
| 34 | 4.29 | -29,932 | ||||
| 36 | 0,02 | -30,664 | ||||
| cloro | 17 | Cl | 35 | 75.78 | -29,014 | |
| 37 | 24,22 | -31,762 | ||||
| argón | 18 | Ar | 36 | 0,3365 | -30.230 | |
| 38 | 0,0632 | -34,715 | ||||
| 40 | 99,6003 | -35.040 | ||||
| potasio | 19 | K | 39 | 93,2581 | -33.807 | |
| 40 | 0,0117 | -33,535 | ||||
| 41 | 6.7302 | -35,559 | ||||
| calcio | 20 | Ca | 40 | 96,941 | -34,846 | |
| 42 | 0.647 | -38,547 | ||||
| 43 | 0,135 | -38,408 | ||||
| 44 | 2,086 | -41.469 | ||||
| 46 | 0,004 | -43,135 | ||||
| 48 | 0,187 | -44.215 | ||||
| Escandio | 21 | Sc | 45 | 100 | -41.069 | |
| titanio | 22 | Ti | 46 | 8,25 | -44,125 | |
| 47 | 7.44 | -44,932 | ||||
| 48 | 73,72 | -48,487 | ||||
| 49 | 5,41 | -48.558 | ||||
| 50 | 5,18 | -51,426 | ||||
| vanadio | 23 | V | 50 | 0.250 | -49,218 | |
| 51 | 99.750 | -52,198 | ||||
| cromo | 24 | Cr | 50 | 4,345 | -50,254 | |
| 52 | 83.789 | -55,413 | ||||
| 53 | 9,501 | -55,281 | ||||
| 54 | 2,365 | -56.928 | ||||
| manganeso | 25 | Mn | 55 | 100 | -57,706 | |
| hierro | 26 | Fe | 5,845 | -56.248 | ||
| 56 | 91,754 | -60.601 | ||||
| 57 | 2,119 | -60,176 | ||||
| 58 | 0.282 | -62,149 | ||||
| cobalto | 27 | Co | 59 | 100 | -62,224 | |
| níquel | 28 | Ni | 58 | 68.0769 | -60,223 | |
| 60 | 26,2231 | |||||
| 61 | 1,1399 | -64.217 | ||||
| 62 | 3,6345 | -66,743 | 64 | 0.9256 | -67,096 | |
| cobre | 29 | Cu | 63 | 69.17 | -65,576 | |
| 65 | 30,83 | -67,260 | ||||
| Zinc | 30 | Zn | 64 | 48.63 | -66.000 | |
| 66 | 27,90 | |||||
| -68,896 | 67 | 4.10 | -67,877 | |||
| 68 | 18,75 | -70,004 | ||||
| 70 | 0,62 | -69.559 | ||||
| galio | 31 | Ga | 69 | 60,108 | 71 | 39,892 | -70.137 |
| germanio | 32 | Ge | 70 | 20,84 | -70.560 | |
| 72 | 27,54 | -72,586 | ||||
| 73 | 7.73 | -71,299 | ||||
| 74 | 36,28 | -73,422 | ||||
| 76 | 7,61 | -73.213 | ||||
| arsénico | 33 | As | 75 | 100 | -73,032 | |
| selenio | 34 | Se | 74 | 0,89 | -72.213 | |
| 76 | 9,37 | -75.252 | ||||
| 77 | 7,63 | -74,599 | 78 | 23.77 | -77,026 | |
| 80 | 49,61 | -77,759 | ||||
| 82 | 8,73 | -77.593 | ||||
| bromina | 35 | Br | 79 | 50,69 | -76,068 | |
| 81 | 49,31 | -77.974 | ||||
| Criptón | 36 | Kr | 78 | 0,35 | -74.160 | |
| 80 | 2,28 | -77,893 | ||||
| 82 | 11.58 | -80,589 | ||||
| 11,49 | ||||||
| 79,982 | 84 | 57,00 | -82.431 | |||
| 86 | 17,30 | -83,266 | ||||
| rubidio | 37 | Rb | 85 | 72,17 | -82.168 | |
| 87 | 27,83 | -84,595 | ||||
| estroncio | 38 | Sr | 84 | 0,56 | -80.644 | |
| 86 | 9,86 | -84.522 | ||||
| 87 | 7,00 | -84,878 | ||||
| 88 | 82.58 | -87,920 | itio | 39 | Y | 89 | -87,702 | circonio | 40 | Zr | 90 | 51.45 | -88,768 |
| 91 | 11,22 | -87,891 | 92 | 17,15 | -88.455 | |
| 94 | 17,38 | -87,266 | ||||
| 96 | 2,80 | -85.441 | ||||
| niobio | 41 | Nb | 93 | 100 | -87.209 | |
| molibdeno | 42 | Mo | 92 | 14,84 | -86,805 | |
| 94 | 9.25 | -88,410 | ||||
| 95 | 15,92 | -87,708 | ||||
| 96 | 16,68 | -88.791 | ||||
| 97 | 9,55 | -87,541 | ||||
| 98 | 24.13 | -88.112 | ||||
| 100 | 9.63 | -86,184 | ||||
| rutenio | 44 | Ru | 96 | 5,54 | -86,072 | |
| 98 | 1.87 | -88,224 | ||||
| 99 | 12,76 | |||||
| -87,617 | ||||||
| 100 | 12,60 | -89.219 | ||||
| 101 | 17,06 | -87.950 | ||||
| 102 | 31,55 | -89,098 | ||||
| 104 | 18.62 | -88,091 | ||||
| rhodio | 45 | Rh | 103 | 88,022 | paladio | 46 | Pd | 102 | 1.020 | -87,926 |
| 104 | 11,14 | -89,391 | ||||
| 105 | 22,33 | -88.414 | ||||
| 106 | 27,33 | -89.905 | ||||
| 108 | 26,46 | -89,522 | 110 | 11.72 | -88,350 | |
| plata | 47 | Ag | 107 | 51,8392 | -88,405 | |
| 109 | 48.1608 | -88,720 | ||||
| cadmio | 48 | Cd | 106 | 1,25 | -87,134 | |
| 108 | 0.89 | -89,253 | ||||
| 110 | 12,49 | |||||
| -90,350 | ||||||
| 111 | 12.80 | -89,254 | ||||
| 112 | 24,13 | |||||
| -90,581 | 113 | 12,22 | -89.050 | |||
| 114 | 28,73 | -90,021 | ||||
| 116 | 7.49 | -88.720 | ||||
| indium | 49 | In | 113 | 4.288 | -89,366 | 115 | 95,712 | -89,537 | estaño | 50 | Sn | 112 | 0.973 | -88,659 |
| 114 | 0,659 | -90,558 | ||||
| 115 | 0,339 | -90.033 | ||||
| 116 | 14,536 | -91,525 | 117 | 7,676 | -90.398 | |
| 118 | 24,223 | -91.653 | ||||
| 119 | 8,585 | -90,067 | ||||
| 120 | 32.593 | -91,103 | ||||
| 122 | 4,629 | -89,944 | ||||
| 124 | 5,789 | -88.236 | ||||
| antimonio | 51 | Sb | 121 | 57,213 | -89,593 | |
| 123 | 42,787 | -89.222 | ||||
| Telurio | 52 | Te | 120 | 0,096 | -89,405 | |
| 2,603 | -90.311 | |||||
| 123 | 0,908 | -89.169 | ||||
| 124 | 4.816 | -90.523 | ||||
| 125 | 7.139 | -89,028 | ||||
| 126 | 18,952 | -90,070 | ||||
| 128 | 31,687 | -88.994 | ||||
| 130 | 33,799 | -87,353 | ||||
| Yodo | 53 | I | 127 | 100 | -88.987 | |
| xenón | 54 | Xe | 124 | 0,08913 | -87.658 | |
| 126 | 0,08880 | -89,173 | 128 | 1.91732 | -89,861 | |
| 129 | 26,43964 | -89,697 | ||||
| 130 | 4,08271 | -89.881 | ||||
| 131 | 21,17961 | -88,416 | ||||
| 132 | 26,89157 | -89.280 | ||||
| 134 | 10,44232 | -88,124 | 136 | 8,86590 | -86.424 | |
| cesio | 55 | Cs | 133 | 100 | -88,076 | bario | 56 | Ba | 0,1058 | -87.271 |
| 132 | 0,1012 | -88.440 | ||||
| 134 | 2,417 | -88,954 | ||||
| 135 | 6.592 | -87,856 | ||||
| 136 | 7,853 | -88,892 | ||||
| 137 | 11,232 | -87.727 | ||||
| 138 | 71,699 | -88,267 | ||||
| lanthanum | 57 | La | 0,09017 | -86.529 | ||
| 139 | 99,91 | -87.236 | ||||
| cerio | 58 | Ce | 136 | 0,186 | -86,500 | |
| 138 | 0.251 | -87,574 | ||||
| 140 | 88,449 | -88,088 | ||||
| 142 | 11,114 | -84.543 | ||||
| praseodimio | 59 | Pr | 141 | 100 | -86,026 | |
| neodimio | 60 | Nd | 142 | 27.16 | -85,960 | |
| 43 | 12,18 | |||||
| 144 | 23,83 | -83.758 | ||||
| 145 | 8,30 | -81.442 | ||||
| 146 | 17,17 | -80,936 | ||||
| 148 | 5.74 | -77,418 | ||||
| 150 | 5,62 | |||||
| 62 | Sm | 144 | 3.0734 | -81,976 | 147 | 14,9934 | -79,276 | 148 | 11,2406 | -79.347 |
| 149 | 13,8189 | -77.147 | ||||
| 150 | 7,3796 | -77,061 | 152 | 26.7421 | -74,773 | |
| 154 | 22,7520 | -72,465 | ||||
| europio | 63 | Eu | 151 | 47.810 | -74,663 | |
| 153 | 52,190 | -73,377 | ||||
| 64 | 152 | 0.2029 | -74,717 | 154 | 2,1809 | -73,716 | 155 | 14,7998 | -72.080 |
| 156 | 20,4664 | -72.545 | ||||
| 15,6518 | -70,834 | |||||
| 158 | 24.8347 | -0,700 | ||||
| 160 | 21,8635 | -67.952 | ||||
| terbio | 65 | Tb | 159 | 100 | -69.542 | |
| disprosio | 66 | Dy | 156 | 0,056 | -70,534 | |
| 158 | 0,096 | -70.417 | ||||
| 160 | 2,34 | -69,682 | ||||
| 161 | 18,91 | -68.065 | ||||
| 162 | 25,51 | -68.190 | ||||
| 163 | 24,90 | -66,390 | 28.19 | -65,977 | ||
| Estocolo | 67 | Ho | 165 | 100 | -64,907 | |
| Eerbio | 68 | Er | 162 | 0.137 | -66,346 | |
| 164 | 1,609 | -65,953 | 166 | 33.61 | -64,934 | |
| 167 | 22,93 | -63,299 | ||||
| 168 | 26,79 | -62.999 | ||||
| 170 | 14,93 | -60,118 | ||||
| 69 | Tm | 169 | 100 | -61.282 | ||
| ytterbio | 70 | Yb | 168 | 0,127 | -61,577 | |
| 170 | 3,04 | -60.772 | ||||
| 171 | 14,28 | -59.315 | ||||
| 172 | 21,83 | -59,264 | ||||
| 173 | 16.13 | -57,560 | ||||
| 174 | 31,83 | -56,953 | ||||
| 176 | 12,76 | -53.497 | ||||
| lutecio | 71 | Lu | 175 | 97,416 | ||
| -55,174 | 176 | 2,584 | -53.391 | |||
| hafnio | 72 | Hf | 174 | 0,1620 | -55.852 | |
| 176 | 5,604 | -54,584 | ||||
| 177 | 18.5953 | -52,890 | ||||
| 178 | 27,811 | -52,445 | ||||
| 179 | 13,6210 | -50.473 | ||||
| 180 | 35,0802 | -49,790 | ||||
| Tantalio | 73 | Ta | 180 | 0,0123 | -48.935 | |
| 181 | 99,9877 | -48,441 | ||||
| Tungsteno | 74 | W | 180 | 0,1198 | -49.643 | |
| 182 | 26,4985 | -48.246 | ||||
| 183 | 14,3136 | -46,366 | ||||
| 184 | 30.6422 | -45,706 | ||||
| 186 | 28,4259 | -42,511 | rhenium | 75 | Re | 185 | 37.398 | -43,821 | 187 | 62,602 | -41.218 |
| osmio | 76 | Os | 184 | 0,0197 | -44.254 | |
| 186 | 1,5859 | -42,999 | 187 | 1.9644 | -41.220 | 188 | 13.2434 | -41.138 |
| 189 | 16.1466 | -38.988 | ||||
| 190 | 26.2584 | -38,708 | 192 | 40,7815 | -35.882 | |
| iridio | 77 | Ir | 191 | 37,272 | -36.709 | |
| 193 | 62,728 | -34,536 | ||||
| platino | 78 | Pt | 190 | 0,013634 | -37.325 | |
| 192 | 0,782659 | -36,296 | ||||
| 194 | 32,96700 | -34.779 | ||||
| 195 | 33,831557 | -32.812 | ||||
| 196 | 25,24166 | -32,663 | ||||
| 198 | 7.16349 | -29,923 | ||||
| 79 | Au | 197 | 100 | -31,157 | ||
| 80 | Hg | 196 | 0.15344 | -31,843 | ||
| 98 | 9,968 | -30,970 | ||||
| 16,873 | -29.563 | |||||
| 200 | 23.096 | -29.520 | ||||
| 201 | 13.181 | -27.679 | 202 | 29.863 | -27,362 | |
| 04 | 6,865 | -24,707 | Talio | 81 | Tl | 203 | 29.524 | -25,775 |
| 205 | 70,476 | -23,834 | plomo | 82 | Pb | 204 | 1.4245 | -25,123 |
| 206 | 24,1447 | |||||
| -23,801 | 207 | 22,0827 | -22.467 | |||
| 208 | 52,3481 | -21,764 | ||||
| bismuto | 83 | Bi | 209 | 100 | -18.273 | |
| torio | 90 | Th | 232 | 100 | 35,444 | uranio | 92 | U | 0,00548 | 38.141 |
| 235 | 0,7200 | 40,914 | ||||
| 238 | 99,2745 | 47.304 | ||||
La especificación de Z, A y el símbolo químico (una abreviatura de una o dos letras del nombre del elemento, digamos Sy) en la forma AZSy identifica un isótopo adecuadamente para la mayoría de los propósitos. Así, en la notación estándar, el 11H se refiere al isótopo más simple del hidrógeno y el 23592U a un isótopo del uranio ampliamente utilizado para la generación de energía nuclear y la fabricación de armas nucleares. (Los autores que no desean utilizar símbolos a veces escriben el nombre del elemento y el número de masa: hidrógeno-1 y uranio-235 en los ejemplos anteriores.)
El término nuclido se utiliza para describir isótopos concretos, sobre todo en los casos en los que se quiere hacer hincapié en las propiedades nucleares más que en las químicas de un átomo. El léxico de los isótopos incluye otros tres términos de uso frecuente: isótonos para los isótopos de diferentes elementos con el mismo número de neutrones, isobaras para los isótopos de diferentes elementos con el mismo número de masa, e isómeros para los isótopos idénticos en todos los aspectos excepto en el contenido energético total de los núcleos.