Follia di neutroni

Abbiamo già imparato che gli ioni sono atomi che mancano o hanno elettroni extra. Diciamo che un atomo manca di un neutrone o ha un neutrone in più. Questo tipo di atomo è chiamato isotopo. Un atomo è ancora lo stesso elemento se gli manca un elettrone. Lo stesso vale per gli isotopi. Sono ancora lo stesso elemento. Sono solo un po’ diversi da ogni altro atomo dello stesso elemento.
Per esempio, ci sono molti atomi di carbonio (C) nell’universo. Quelli normali sono carbonio-12. Questi atomi hanno 6 neutroni. Ci sono alcuni atomi vaganti che non ne hanno 6. Quelli strani possono avere 7 o anche 8 neutroni. Quando imparerai di più sulla chimica, probabilmente sentirai parlare del carbonio-14. Il carbonio-14 ha effettivamente 8 neutroni (2 in più). Il C-14 è considerato un isotopo dell’elemento carbonio.
Se hai guardato una tavola periodica, potresti aver notato che la massa atomica di un elemento è raramente un numero pari. Questo accade a causa degli isotopi. Se sei un atomo con un elettrone in più, non è un grosso problema. Gli elettroni non hanno molta massa se paragonati a un neutrone o a un protone.
Le masse atomiche sono calcolate calcolando le quantità di ogni tipo di atomo e isotopo che ci sono nell’universo. Per il carbonio, ci sono molti atomi di C-12, un paio di C-13 e pochi atomi di C-14. Quando si fa la media di tutte le masse, si ottiene un numero che è un po’ più alto di 12 (il peso di un atomo di C-12). La massa atomica media dell’elemento è in realtà 12,011. Dato che non sai mai veramente quale atomo di carbonio stai usando nei calcoli, dovresti usare la massa media di un atomo.
Il bromo (Br), al numero atomico 35, ha una maggiore varietà di isotopi. La massa atomica del bromo (Br) è 79,90. Ci sono due isotopi principali a 79 e 81, che fanno la media del valore 79,90amu. Il 79 ha 44 neutroni e l’81 ha 46 neutroni. Anche se non cambierà la massa atomica media, gli scienziati hanno creato isotopi del bromo con masse da 68 a 97. Tutto dipende dal numero di neutroni. Man mano che ti sposti verso numeri atomici più alti nella tavola periodica, probabilmente troverai ancora più isotopi per ogni elemento.

Ritorno al normale

Se guardiamo l’atomo di C-14 ancora una volta, scopriamo che il C-14 non dura per sempre. C’è un momento in cui perde i suoi neutroni extra e diventa C-12. La perdita di questi neutroni si chiama decadimento radioattivo. Questo decadimento avviene regolarmente come un orologio. Per il carbonio, il decadimento avviene in poche migliaia di anni (5.730 anni). Alcuni elementi impiegano più tempo, e altri hanno un decadimento che avviene in un periodo di minuti. Gli archeologi sono in grado di utilizzare la loro conoscenza del decadimento radioattivo quando hanno bisogno di conoscere la data di un oggetto che hanno scavato. Il C-14 bloccato in un oggetto di diverse migliaia di anni fa decadrà ad una certa velocità. Con la loro conoscenza della chimica, gli archeologi possono misurare quante migliaia di anni ha un oggetto. Questo processo è chiamato datazione al carbonio.