Guinguette Marais Poitevin

Isotoop, een van de twee of meer atoomsoorten van een chemisch element met hetzelfde atoomnummer en dezelfde positie in het periodiek systeem en een vrijwel identiek chemisch gedrag, maar met verschillende atoommassa’s en fysische eigenschappen. Elk chemisch element heeft één of meer isotopen.

Een atoom wordt eerst geïdentificeerd en gelabeld aan de hand van het aantal protonen in zijn kern. Dit atoomnummer krijgt gewoonlijk het symbool Z. Het grote belang van het atoomnummer vloeit voort uit de waarneming dat alle atomen met hetzelfde atoomnummer vrijwel, zo niet precies, identieke chemische eigenschappen hebben. Een grote verzameling atomen met hetzelfde atoomnummer vormt een monster van een element. Een staaf zuiver uranium, bijvoorbeeld, zou volledig bestaan uit atomen met atoomnummer 92. Het periodiek systeem der elementen kent aan elk atoomnummer een plaats toe, en elk van deze plaatsen is gelabeld met de gewone naam van het element, zoals bijvoorbeeld calcium, radon of uranium.

Niet alle atomen van een element behoeven hetzelfde aantal neutronen in hun kern te hebben. In feite is het juist de variatie in het aantal neutronen in de kernen van atomen die tot isotopen leidt. Waterstof is hier een voorbeeld van. Het heeft het atoomnummer 1. Er zijn drie atoomkernen met één proton bekend die respectievelijk 0, 1 en 2 neutronen bevatten. De drie delen de plaats in het periodiek systeem die aan atoomnummer 1 is toegewezen en worden daarom isotopen (van het Griekse isos, dat “hetzelfde” betekent, en topos, dat “plaats” betekent) van waterstof genoemd.

Veel belangrijke eigenschappen van een isotoop hangen af van zijn massa. Het totale aantal neutronen en protonen (symbool A), of massagetal, van de kern geeft bij benadering de massa gemeten op de zogenaamde atomaire-massa-eenheid (amu)-schaal. Het numerieke verschil tussen de werkelijk gemeten massa van een isotoop en A wordt ofwel de massa-overmaat ofwel het massadefect (symbool Δ; zie tabel) genoemd.

De specificatie van Z, A, en het chemische symbool (een één- of tweeletterige afkorting van de naam van het element, bijvoorbeeld Sy) in de vorm AZSy identificeert een isotoop voor de meeste doeleinden afdoende. In de standaardnotatie verwijst 11H dus naar de eenvoudigste isotoop van waterstof en 23592U naar een isotoop van uranium dat op grote schaal wordt gebruikt voor de opwekking van kernenergie en de vervaardiging van kernwapens. (Auteurs die geen symbolen wensen te gebruiken, schrijven soms de naam van het element en het massagetal uit – waterstof-1 en uranium-235 in de voorbeelden hierboven.)

De term nuclide wordt gebruikt om bepaalde isotopen te beschrijven, met name in gevallen waarin de nadruk moet worden gelegd op de nucleaire in plaats van de chemische eigenschappen van een atoom. Het lexicon van isotopen omvat nog drie andere vaak gebruikte termen: isotonen voor isotopen van verschillende elementen met hetzelfde aantal neutronen, isobaren voor isotopen van verschillende elementen met hetzelfde massagetal, en isomeren voor isotopen die in alle opzichten identiek zijn, behalve wat de totale energie-inhoud van de kernen betreft.