Neutron Madness

Azt már megtanultuk, hogy az ionok olyan atomok, amelyekből vagy hiányoznak, vagy amelyeknek plusz elektronjaik vannak. Tegyük fel, hogy egy atomból hiányzik egy neutron, vagy van egy plusz neutronja. Az ilyen típusú atomot izotópnak nevezzük. Egy atom akkor is ugyanaz az elem, ha hiányzik belőle egy elektron. Ugyanez vonatkozik az izotópokra is. Ezek még mindig ugyanaz az elem. Csak egy kicsit különböznek ugyanannak az elemnek minden más atomjától.
Például rengeteg szénatom (C) van az Univerzumban. A normálisak közülük a szén-12-esek. Ezeknek az atomoknak 6 neutronjuk van. Van néhány kósza atom, aminek nincs 6 neutronja. Ezeknek a furcsa atomoknak 7 vagy akár 8 neutronjuk is lehet. Ahogy egyre többet tanulsz a kémiáról, valószínűleg hallani fogsz a szén-14-ről. A szén-14-nek valójában 8 neutronja van (2 extra). A C-14 a szén izotópjának tekinthető.
Ha megnézted a periódusos rendszert, észrevehetted, hogy egy elem atomtömege ritkán páros szám. Ez az izotópok miatt történik. Ha egy atomban van egy plusz elektron, az nem nagy ügy. Az elektronoknak nincs nagy tömegük egy neutronhoz vagy protonhoz képest.
Az atomtömegeket úgy számítják ki, hogy kiszámítják, hogy az egyes atom- és izotópfajtákból mennyi van az Univerzumban. A szén esetében sok C-12, néhány C-13 és néhány C-14 atom van. Ha az összes tömeget átlagoljuk, akkor egy olyan számot kapunk, amely valamivel nagyobb, mint 12 (a C-12 atom tömege). Az elem átlagos atomtömege valójában 12,011. Mivel soha nem tudhatod pontosan, hogy melyik szénatomot használod a számítások során, az atom átlagos tömegét kell használnod.
A 35-ös atomi számú brómnak (Br) többféle izotópja van. A bróm (Br) atomtömege 79,90. Két fő izotópja van a 79-es és a 81-es értéknél, amelyek átlagosan a 79,90amu értéket adják. A 79-esnek 44 neutronja van, a 81-esnek pedig 46 neutronja. Bár ez nem változtatja meg az átlagos atomtömeget, a tudósok 68-tól 97-ig terjedő tömegű brómizotópokat készítettek. Minden a neutronok számán múlik. Ahogy haladunk a periódusos rendszerben a magasabb atomszámok felé, valószínűleg még több izotópot találunk majd az egyes elemeknél.

Visszatérés a normálishoz

Ha még egyszer megnézzük a C-14 atomot, azt látjuk, hogy a C-14 nem tart örökké. Van egy idő, amikor elveszíti a plusz neutronjait, és C-12-vé válik. Ezeknek a neutronoknak az elvesztését radioaktív bomlásnak nevezzük. Ez a bomlás rendszeresen történik, mint egy óra. A szén esetében a bomlás néhány ezer év (5730 év) alatt következik be. Egyes elemeknél ez tovább tart, másoknál pedig a bomlás percek alatt megy végbe. A régészek akkor tudják felhasználni a radioaktív bomlással kapcsolatos ismereteiket, amikor egy általuk kiásott tárgy dátumát kell megtudniuk. A több ezer évvel ezelőtti tárgyba zárt C-14 egy bizonyos sebességgel bomlik. A régészek kémiai ismereteik segítségével meg tudják mérni, hogy egy tárgy hány ezer éves. Ezt az eljárást szénkormeghatározásnak nevezik.