Principal diferença - Isótopos Estáveis ​​vs Instáveis

Isótopos são átomos do mesmo elemento que possuem diferentes estruturas atômicas. Os isótopos do mesmo elemento têm o mesmo número atômico, pois são formas diferentes do mesmo elemento. Eles diferem entre si de acordo com o número de nêutrons que possuem em seus núcleos. A massa atômica de um elemento é determinada pela soma do número de prótons e do número de elétrons. Portanto, as massas atômicas dos isótopos são diferentes umas das outras. Os isótopos podem ser divididos principalmente em dois grupos, como isótopos estáveis ​​e isótopos instáveis. A principal diferença entre isótopos estáveis ​​e instáveis ​​é que isótopos estáveis ​​têm núcleos estáveis, enquanto os isótopos instáveis ​​têm núcleos instáveis.

Principais áreas cobertas

1. O que são isótopos estáveis - Definição, propriedades, aplicações 2. O que são isótopos instáveis - Definição, propriedades, aplicações 3. Qual é a diferença entre isótopos estáveis ​​e instáveis - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: Decaimento Alfa, Cinturão de Estabilidade, Elétrons, Hélio, Isótopos, Números Mágicos, Nêutrons, Prótons, Radioatividade, Urânio

O que são isótopos estáveis

Isótopos estáveis ​​são átomos com núcleos estáveis. Eles são não radioativos devido à estabilidade de seus núcleos. Portanto, os núcleos estáveis ​​não emitem radiação. Um determinado elemento pode ter mais de um isótopo estável. Para alguns elementos como o urânio, todos os isótopos são instáveis. Os dois principais fatos que determinam a estabilidade dos núcleos são a proporção de prótons para nêutrons e a soma de prótons e nêutrons.

O fenômeno de “Números mágicos”É um conceito em química que descreve os números atômicos da maioria dos isótopos estáveis. O número mágico pode ser o número de prótons ou o número de nêutrons. Se um determinado elemento tem um número mágico de prótons ou nêutrons, eles são isótopos estáveis.

Números mágicos: 2, 8, 20, 28, 50, 82

Prótons: 114

Nêutrons: 126, 184 são números mágicos.

Além disso, se os números de prótons e nêutrons forem números pares, esses isótopos são provavelmente estáveis. Outra maneira é calcular a razão próton: nêutron. Existe um gráfico padrão de número de nêutrons vs. número de prótons. Se a razão próton: nêutron se ajusta à região de isótopos estáveis ​​naquele gráfico, então esses isótopos são essencialmente estáveis.

Figura 1: O gráfico do número de nêutrons vs. número de prótons. A região colorida é chamada de cinto de estabilidade.

Embora os isótopos estáveis ​​não sejam radioativos, eles têm muitas aplicações. Por exemplo, o elemento hidrogênio tem três isótopos principais. Eles são Protium, Deuterium e Tritium. Protium é o isótopo mais estável e abundante entre eles. O trítio é o isótopo mais instável. O deutério também é estável, mas não é muito abundante na natureza. No entanto, Protium é um isótopo encontrado em quase todos os lugares. O deutério pode ser usado na forma de água pesada para aplicações laboratoriais.

Alguns elementos possuem apenas um isótopo estável. Esses elementos são chamados monoisotópico. Existem 26 elementos monoisotópicos conhecidos. Outros elementos têm mais de um isótopo estável. Por exemplo, Tin (Sn) tem 10 isótopos estáveis.

O que são isótopos instáveis

Isótopos instáveis ​​são átomos que possuem núcleos instáveis. Estes são isótopos radioativos. Portanto, eles também são chamados isótopos radioativos. Alguns elementos como o urânio tem apenas isótopos radioativos. Outros elementos têm isótopos estáveis ​​e instáveis.

Um elemento instável pode ser instável por vários motivos. A presença de um grande número de nêutrons em comparação com o número de prótons é um desses motivos. Nesse tipo de isótopos, ocorre decaimento radioativo para se obter um estado estável. Aqui, os nêutrons são convertidos em prótons e elétrons. Isso pode ser dado conforme abaixo.

¹₀n → ¹₁p + ⁰_-1e

n é um nêutron, p é um próton e e é um elétron. A massa da partícula é dada em maiúsculas e a carga elétrica em minúsculas.

Alguns isótopos são instáveis ​​devido à presença de um grande número de prótons. Aqui, um próton pode ser convertido em um nêutron e um pósitron. Um pósitron é semelhante a um elétron, mas a carga elétrica é +1.

¹₁p → ¹₀n + ⁰₁e

Aqui ⁰₁e indica o pósitron.

Às vezes, pode haver muitos prótons e muitos elétrons. Isso indica que a massa atômica é muito alta. Em seguida, dois prótons e dois nêutrons são emitidos como um átomo de hélio. Isso é chamado de decaimento alfa.

Figura 2: Decaimento alfa do Rádio-226

Os elementos radioativos têm muitas aplicações no trabalho de pesquisa. Por exemplo, eles podem ser usados ​​para determinar a idade dos fósseis, na análise de DNA ou para fins medicinais, etc.

Em isótopos instáveis, o decaimento radioativo pode ser medido por sua meia-vida. A meia-vida de uma substância é definida como o tempo que essa substância leva para se tornar metade de sua massa inicial devido à decomposição.

Diferença entre isótopos estáveis ​​e instáveis

Definição

Isótopos estáveis: Isótopos estáveis ​​são átomos com núcleos estáveis.

Isótopos instáveis: Isótopos instáveis ​​são átomos com núcleos instáveis.

Radioatividade

Isótopos estáveis: Isótopos estáveis ​​não mostram radioatividade.

Isótopos instáveis: Isótopos instáveis ​​mostram radioatividade.

Números Mágicos

Isótopos estáveis: Os números mágicos indicam o número de prótons ou nêutrons presentes nos isótopos mais estáveis.

Isótopos instáveis: Números mágicos não indicam o número de prótons ou elétrons em isótopos instáveis.

Formulários

Isótopos estáveis: Isótopos estáveis ​​são usados ​​para aplicações onde a radioatividade não deveria estar presente.

Isótopos instáveis: Isótopos instáveis ​​são usados ​​em aplicações onde a radioatividade é importante, como na análise de DNA.

Meia-vida

Isótopos estáveis: A meia-vida de um isótopo estável é muito longa ou não tem meia-vida.

Isótopos instáveis: A meia-vida do isótopo instável é curta e pode ser calculada facilmente.

Conclusão

Todos os elementos da Terra podem ser divididos em dois grupos, como isótopos estáveis ​​e isótopos instáveis. Isótopos estáveis ​​são formas naturais de elementos que não são radioativos. Isótopos instáveis ​​são átomos com núcleos instáveis. Portanto, esses elementos sofrem radioatividade. Esta é a principal diferença entre isótopos estáveis ​​e instáveis. A radioatividade é útil em muitas aplicações, mas não é boa para a nossa saúde, uma vez que a radiação pode causar mutações em nosso DNA que podem levar à formação de células cancerosas.

Referências:

1. “Estabilidade Nuclear.” EasyChem - The Best HSC Chemistry Notes, Syllabus Dot-Points, Old Papers and Videos. N.p., n.d. Rede. Disponivel aqui. 27 de julho de 2017. 2. Libretexts. “Nuclear Magic Numbers.” Chemistry LibreTexts. Bibliografia, 05 de junho de 2017. Web. Disponivel aqui. 27 de julho de 2017.

Cortesia de imagem:

1. “Isótopos e meia-vida” Por BenRG - Trabalho próprio (Domínio Público) via Commons Wikimedia 2. “Decaimento alfa” Por PerOX - (CC0) via Commons Wikimedia