¿Qué tienen en común los átomos de los diversos isótopos de un elemento? ¿En qué se diferencian? Ejemplifica.
Respuestas a la pregunta
Los átomos de un mismo elemento, que lógicamente tienen el mismo número de protones en el núcleo, pero que tienen diferente número de neutrones, se denominan isótopos.
El litio tiene tres protones en el núcleo y tres electrones en la periferia. Pero existen tres isótopos del litio que tiene tres, cuatro y cinco neutrones en el núcleo.
Los isótopos de un elemento tienen el mismo número de protones en el núcleo y de electrones en la periferia. Sólo se diferencian en el número de neutrones y, por tanto, en su masa.
Esquema de un espectrómetro de masas
Los isótopos de un elemento pueden separarse y detectarse en un espectrómetro de masas. En un tubo a alto vacío se introduce una pequeña cantidad de los átomos a analizar en estado gaseoso. Los átomos pasan por una zona donde un chorro de electrones les arranca un electrón a cada uno. De esta forma los átomos, al faltarles un electrón, se convierten en iones con una carga positiva. Continúan viajando por el tubo y llegan a una zona donde hay un campo magnético de una cierta intensidad. Los iones experimentan aquí una trayectoria más o menos curva, en función de su relación masa/carga. Así, para un cierto campo magnético, sólo los iones 7Li pueden alcanzar la rendija y se separan de los iones 6Li.
Si se varía el campo magnético de forma continua y se registra la señal eléctrica que llega al detector, veremos que para ciertos valores del campo se detecta una señal con diferente intensidad, que corresponde a los diferentes isótopos de un átomo, de masa diferente al poseer un número de neutrones distinto en el núcleo.. Así obtenemos un espectro de masas de los átomos de Litio (o de cualquier otro elemento), en el que la intensidad relativa de las señales indica la diferente abundancia de sus isótopos en la Naturaleza.
El isótopo 8 del Li (8Li) tiene una abundancia natural muy pequeña y sólo se detecta en aparatos ultrasensibles.
Cuando uno habla de isotopos se refiere a un mismo átomo que puede tener diferente numero de neutrones y esto es lo que hace que varíe su masa atómica: por ejemplo el carbono puede ser C 12 o C14, esto quiere decir que el elemento carbono puede tener 12 o 14 neutrones pero no deja de ser carbono es el mismo elemento químico (ya que al ser los neutrones con carga neutra al variar su numero no varían la electronegatividad del elemento y este no cambia) esa es una similitud, porque el carbono sigue teniendo el mismo numero atómico que es 6.