Neutronengekte

We hebben al geleerd dat ionen atomen zijn die ofwel een neutron missen ofwel extra elektronen hebben. Laten we zeggen dat een atoom een neutron mist of een extra neutron heeft. Dat type atoom wordt een isotoop genoemd. Een atoom is nog steeds hetzelfde element als het een elektron mist. Hetzelfde geldt voor isotopen. Ze zijn nog steeds hetzelfde element. Ze zijn alleen een beetje anders dan alle andere atomen van hetzelfde element.
Er zijn bijvoorbeeld heel veel koolstofatomen (C) in het heelal. De normale zijn koolstof-12. Die atomen hebben 6 neutronen. Er zijn een paar achtergebleven atomen die er geen 6 hebben. Die kunnen 7 of zelfs 8 neutronen hebben. Als je meer leert over scheikunde, zul je waarschijnlijk horen over koolstof-14. Koolstof-14 heeft in feite 8 neutronen (2 extra). C-14 wordt beschouwd als een isotoop van het element koolstof.
Als je naar een periodiek systeem hebt gekeken, is het je misschien opgevallen dat de atoommassa van een element zelden een even getal is. Dat komt door de isotopen. Als je een atoom bent met een extra elektron, is dat niet erg. Elektronen hebben niet veel massa in vergelijking met een neutron of proton.
De atoommassa’s worden berekend door na te gaan hoeveel van elk type atoom en isotoop er in het heelal zijn. Voor koolstof zijn er veel C-12, een paar C-13 en een paar C-14 atomen. Als je alle massa’s uitmiddelt, krijg je een getal dat iets hoger is dan 12 (het gewicht van een C-12 atoom). De gemiddelde atoommassa van het element is dus 12,011. Aangezien je nooit echt weet welk koolstofatoom je gebruikt in berekeningen, moet je de gemiddelde massa van een atoom gebruiken.
Broom (Br), met atoomnummer 35, heeft een grotere variëteit aan isotopen. De atoommassa van broom (Br) is 79,90. Er zijn twee belangrijke isotopen, 79 en 81, die gemiddeld op de 79,90 amu-waarde uitkomen. De 79 heeft 44 neutronen en de 81 heeft 46 neutronen. Hoewel het de gemiddelde atoommassa niet verandert, hebben wetenschappers broomisotopen gemaakt met massa’s van 68 tot 97. Het gaat allemaal om het aantal neutronen. Als je naar hogere atoomnummers in het periodiek systeem gaat, vind je waarschijnlijk nog meer isotopen voor elk element.

Terug naar Normaal

Als we nog een keer naar het C-14-atoom kijken, zien we dat C-14 niet eeuwig meegaat. Er komt een moment waarop het zijn extra neutronen verliest en C-12 wordt. Het verlies van die neutronen wordt radioactief verval genoemd. Dat verval vindt regelmatig plaats, als een klok. Voor koolstof gebeurt het verval in een paar duizend jaar (5.730 jaar). Sommige elementen doen er langer over, en andere hebben een verval dat in een paar minuten gebeurt. Archeologen kunnen hun kennis van radioactief verval gebruiken wanneer zij de datum willen weten van een voorwerp dat zij hebben opgegraven. C-14 in een voorwerp van enkele duizenden jaren geleden zal met een bepaalde snelheid vervallen. Met hun kennis van de scheikunde kunnen archeologen meten hoeveel duizenden jaren oud een voorwerp is. Dit proces wordt koolstofdatering genoemd.