Isótopo

En la esquina inferior derecha de esta placa fotográfica de Joseph John Thomson están marcados los dos isótopos del neón: neón-20 y neón-22.

Los isótopos, (del griego: ἴσος, isos = mismo; τόπος, tópos = lugar) son todos los tipos de átomos de un mismo elemento, que se encuentran en el mismo sitio de la tabla periódica pero tiene diferente número másico (A). Los átomos que son isótopos entre sí son los que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo) pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Por lo tanto difieren en el número de neutrones.​ La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo. Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural.

Los isótopos se denotan por el nombre del elemento correspondiente seguido por el número másico, separados habitualmente por un guión (carbono-12, carbono-14, uranio-238, etc.). En forma simbólica, el número de nucleones se añade como superíndice a la izquierda del símbolo químico: ³H (hidrógeno-3). Algunos isótopos poseen nombres especiales, como el hidrógeno-2, llamado deuterio, y el hidrógeno-3, conocido como tritio.

Los isótopos de un mismo elemento, tienen el mismo número atómico, Z, pero distinto número másico, A.

Por ejemplo, estos son los principales isótopos del hidrógeno;

• ¹ H o hidrógeno-1: hidrógeno con un protón y ningún neutrón, Z = 1, A = 1, también llamado protio.
• ² H o hidrógeno-2: hidrógeno con un protón y un neutrón, Z = 1, A = 2, también llamado deuterio.
• ³ H o hidrógeno-3: hidrógeno con un protón y dos neutrones, Z = 1, A = 3, también llamado tritio.

Tipos de isótopos

Si la relación entre el número de protones y de neutrones no es la apropiada para obtener la estabilidad nuclear, el isótopo es radiactivo.

Por ejemplo, en la naturaleza el carbono se presenta como una mezcla de tres isótopos con números de masa 12, 13 y 14: ¹²C, ¹³C y ¹⁴C. Sus abundancias respecto a la cantidad global de carbono son respectivamente: 98,89%, 1,11% y trazas.

Los isótopos se subdividen en isótopos estables (existen menos de 300) y no estables o isótopos radiactivos (existen alrededor de 1.200). El concepto de estabilidad no es exacto, ya que existen isótopos casi estables. Su estabilidad se debe al hecho de que, aunque son radiactivos, tienen una semivida extremadamente larga comparada con la edad de la Tierra.

Isótopos mas abundantes
en el Sistema solar​

Isótopo	Núcleos por millón
Hidrógeno-1	705.700
Hidrogeno -2	23
Helio-4	275.200
Helio-3	35
Oxígeno-16	5.920
Carbono-12	3.032
Carbono-13	37
Neón-20	1.548
Neón-22	208
Hierro-56	1.169
Hierro-54	72
Hierro-57	28
Nitrógeno-14	1.105
Silicio-28	653
Silicio-29	34
Silicio-30	23
Magnesio-24	513
Magnesio-26	79
Magnesio-25	69
Azufre-32	396
Argón-36	77
Calcio-40	60
Aluminio-27	58
Níquel-58	49
Sodio-23	33

Radioisótopos

Diagrama de los isótopos del hidrógeno.

Los radioisótopos son isótopos radiactivos ya que tienen un núcleo atómico inestable (por el balance entre neutrones y protones) y emiten energía y partículas cuando cambia de esta forma a una más estable. La energía liberada al cambiar de forma puede detectarse con un contador Geiger o con una película fotográfica.

Cada radioisótopo tiene un periodo de desintegración o semivida características. La energía puede ser liberada, principalmente, en forma de rayos alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (energía electromagnética).

Varios isótopos radiactivos inestables y artificiales tienen usos en medicina. Por ejemplo, un isótopo del tecnecio (^99mTc) puede usarse para identificar vasos sanguíneos bloqueados. Varios isótopos radiactivos naturales se usan para determinar cronologías, por ejemplo, arqueológicas.

Aplicaciones de los isótopos

Existen numerosas aplicaciones que utilizan las diferentes propiedades entre los isótopos de un mismo elemento;

Utilización de las propiedades químicas

• En el marcaje isotópico, se usan isótopos inusuales como marcadores de reacciones químicas. Los isótopos añadidos reaccionan químicamente igual que los que están presentes en la reacción, pero después se pueden identificar por espectrometría de masas o espectroscopia infrarroja. Si se usan radioisótopos, se pueden detectar también gracias a las radiaciones que emiten y la técnica se llama marcaje radiactivo o marcaje radioisotópico.
• La datación radiactiva es una técnica similar, pero en la que se compara la proporción de ciertos isótopos de una muestra, con la proporción en que se encuentran en la naturaleza.
• La sustitución isotópica, se puede usar para determinar el mecanismo de una reacción gracias al efecto cinético isotópico.

Utilización de las propiedades nucleares

• Diferentes variedades de espectroscopia se basan en las propiedades únicas de nucleidos específicos. Por ejemplo, la espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN), permite estudiar sólo isótopos con un spin distinto de cero, y los nucleidos más usados son ¹H, ²H,¹³C y ³¹P.
• La espectroscopia Mössbauer también se basa en las transiciones nucleares de nucleidos específicos, como el ⁵⁷Fe.
• Los radionucleidos, también tienen aplicaciones importantes, las centrales nucleares y armas nucleares requieren cantidades elevadas de ciertos nucleidos. Los procesos de separación isotópica o enriquecimiento isotópico representan un desafío tecnológico importante.

Véase también

• Tabla de isótopos
• Isóbaro

Enlaces externos

• Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre isótopo.