Lexikon: Isotop

 

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Isotope sind Nuklide mit gleicher aber unterschiedlicher . Isotope stehen am gleichen Ort (griech. ισο iso τόπος topos) im , aber an unterschiedlichem Ort in der Nuklidkarte. Ein Isotop umfasst also e eines chemisches Element|Elements, die sich nur durch die unterschiedliche Anzahl von Neutron|Neutronen im Atomkern unterscheiden.

In der Regel besitzt jedes natürlich vorkommende Element ein oder wenige stabile Isotope, während die anderen Isotope Radioaktivität|radioaktiv (das heißt instabil) sind und früher oder später zerfallen. Es gibt jedoch auch Elemente, bei denen alle Isotope instabil sind und zerfallen.

Stabile Isotope

Mit 10 stabilen Isotopen hat Zinn die meisten natürlich vorkommenden Isotope. Bei 20 sogenannten Reinelement|Reinelementen gibt es nur ein stabiles Isotop. Diese Elemente sind: Beryllium, , , Aluminium, , Scandium, Mangan, Kobalt, , , Niob, Rhodium, , Cäsium, , , , , Gold, Bismut.

Thorium besitzt zwar nur ein natürliches Isotop, dieses ist aber nicht stabil. Die ist mit 1,4 · 1010 Jahren sehr lang. In einigen Lehrbüchern wird es als 21. Reinelement aufgeführt. Nach neueren Untersuchungen ist das bisher für stabil gehaltene Isotop des Bismuts ein Alpha-Strahler mit extrem langer Halbwertszeit (1,9 · 1019 Jahre). Streng genommen gibt es somit nur noch 19 Reinelemente mit stabilem Isotop.

Bekannteste Isotope

Ein bekanntes Isotop ist 14 Kohlenstoff|C, das zur Altersbestimmung (Archäologie)|Altersbestimmung von organischen Materialien (Archäologie) benutzt wird (Radiokarbonmethode). Kohlenstoff (C) liegt hauptsächlich als stabiles Isotop 12C vor.

Das Isotop 235 Uran|U wird aus dem Natururan angereichert und als Brennstoff in Kernkraftwerken oder stärker angereichert in Atombomben verwendet.

Chemische Reaktionen bei Isotopen

In ihren chemische Reaktion|chemischen Reaktionen unterscheiden sich Isotope geringfügig. Ein Beispiel ist die von , bei der vorzugsweise Wasser mit dem normalen 1Wasserstoff|H reagiert und in und zerlegt wird, während sich Wassermoleküle mit 2H (Schweres Wasser) im Restwasser anreichern. Grund hierfür sind die verschiedenen Nullpunktsenergie|Nullpunktenergien der Isotope...

Isotope bei Lebewesen

zeigen ebenfalls eine 'Vorliebe' für bestimmte Isotope lebenswichtiger Elemente (wie , ), so dass das Isotopenverhältnis im lebenden Organismus sich von dem der Umwelt unterscheiden kann.

Isotope in der Analytik

Auch an ihren Spektrallinien können bei hoher Auflösung verschiedene Isotope eines Elements unterschieden werden (Isotopieverschiebung).

Die Isotopenzusammensetzung in einer Probe wird in der Regel mit einem Massenspektrometer bestimmt.

Isotope spielen ferner eine Rolle in der NMR-Spektroskopie. So werden beispielsweise in der NMR-Spektroskopie organischer Verbindungen 13C Isotope spektroskopiert, da sie im Gegensatz zum 12C einen detektierbaren haben.

Isotope werden auch in der Aufklärung von Reaktionsmechanismus|Reaktionsmechanismen oder Metabolismus|Metabolismen mit Hilfe der sog. Isotopenmarkierung verwendet.

Die Isotopenzusammensetzung des Wasser|Wassers ist an verschiedenen Orten der Welt verschieden und charakteristisch. Diese Unterschiede erlauben es etwa bei Lebensmittel|Lebensmitteln wie oder , die Deklaration des Ursprungsortes zu überprüfen.

Benannte Isotope

Es gibt nur wenige Isotope, für die eigene Namen oder eigene Kürzel gebräuchlich sind:

  • Das 2H-Isotop wird gewöhnlich als Deuterium (D) bezeichnet
  • Das 3H-Isotop wird gewöhnlich als Tritium (T) bezeichnet

Siehe auch

  • Radionuklid

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