Isótopos

Es cada una de las dos o más variedades de un átomo que tienen el mismo número atómico, constituyendo por tanto el mismo elemento, pero que difieren en su número másico. Puesto que el número atómico es equivalente al número de protones en el núcleo, y el número másico es la suma total de protones y neutrones en el núcleo, los isótopos del mismo elemento sólo de diferencian en el número de neutrones que contienen.

A principios del siglo XX se realizaron experimentos que indicaban que las sustancias radiactivas químicamente inseparables se podrían diferenciar sólo en la estructura de sus núcleos. El físico británico Joseph J. Thomson demostró en 1912 la existencia de isótopos estables pasando neón a través de un tubo luminoso y desviando los iones de neón por medio de campos eléctricos y magnéticos; esto demostró que el elemento estable neón existe en más de una forma. Thomson encontró dos isótopos del neón de números másicos 20 y 22.

Numerosos científicos continuaron las investigaciones sobre los isótopos, en concreto el físico británico Francis William Aston. El trabajo para detectar y estudiar los isótopos se intensificó con el desarrollo del espectrómetro de masas.

Actualmente se sabe que la mayoría de los elementos en estado natural consisten en una mezcla de dos o más isótopos. Entre las excepciones se encuentran el berilio, el aluminio, el fósforo y el sodio. La masa atómica química de un elemento es el promedio de las masas atómicas individuales, o números másicos, de sus isótopos.

Todos los isótopos de los elementos con un número atómico superior a 83 (por encima del bismuto en el sistema periódico) son radiactivos, y también lo son algunos de los isótopos más ligeros, por ejemplo, el potasio 40. Se conocen unos 280 isótopos estables (no radiactivos) existentes en la naturaleza.

Se denominan isótopos (del griego: ἴσος isos ‘igual, mismo’; τόπος tópos ‘lugar’) a los átomos de un mismo elemento, cuyos núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en masa atómica. La mayoría de los elementos químicos poseen más de un isótopo estable. Solamente 21 elementos (ejemplos: berilio, sodio) poseen un solo isótopo natural; en contraste, el estaño es el elemento con más isótopos estables.

Otros elementos tienen isótopos destructibles, pero inestables, como el uranio, cuyos isótopos están constantemente en decaimiento alfa, lo que los hace radiactivos. Los isótopos inestables son útiles para estimar la edad de variedad de muestras naturales, como rocas y materia orgánica. Esto es posible, siempre y cuando, se conozca el ritmo promedio de desintegración de determinado isótopo, en relación a los que ya han decaído.

Gracias a este método de datación, conocemos la edad de la tierra. Los rayos cósmicos hacen inestables a isótopos estables de Carbono que posteriormente se adhieren a material biológico, permitiendo así estimar la edad aproximada de huesos, telas, maderas, cabello, etc. Se obtiene la edad de 900059 años, no la del propio isótopo, ya que se tienen en cuenta también los isótopos que ya han desintegrado en la misma muestra.

Se sabe el número de isótopos desintegrados con bastante precisión, ya que no pudieron haber sido parte del sistema biológico a menos que hubieran sido aún estables cuando fueron raros.