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Tabla periódica de los elementos - Isótopos

Una de dos o más especies de nucleidos de un elemento determinado, que tienen número idéntico de protones (Z) en el núcleo, pero cuyo número de neutrones (N) es diferente. Los isótopos se distinguen en cuanto a la masa, aunque son de la misma naturaleza química. Todos los elementos que existen en la naturaleza tienen isótopos radiactivos, y la mayor parte de ellos tiene al menos un nucleido estable. Algunos elementos que se presentan en la naturaleza, como el uranio, son radiactivos, pero tienen isótopos con vida media larga. De los 83 elementos existentes en la naturaleza en cantidades apreciables, 20 de ellos poseen un solo nucleido estable, y se conocen como mononuclídos o antisotópicos. Los demás tienen entre dos y diez isótopos.

 

Por lo general, la abundancia isotópica se refiere a la composición isotópica de un elemento terrestre que se encuentra en forma natural. Se observa que algunos elementos varían en su composición isotópica. La variabilidad se sitúa entre algunos por millar hasta uno o dos por ciento, aunque se observa una variabilidad mayor en algunas muestras. Esta variación se produce por varias razones. En los elementos ligeros, como el hidrógeno, el litio y el boro, por ejemplo, los isótopos difieren bastante en su masa respectiva y en cierta medida en su reactividad química, en tal forma que los procesos de destilación o el intercambio químico entre diferentes compuesto químicos del elemento pueden producir diferencias significativas en la composición isotópica. En efecto, las reacciones de intercambio se utilizan en el caso del hidrógeno, el litio, el boro, el carbón, el nitrógeno y el oxígeno para separar los isótopos de estos elementos en una escala relativamente grande. Los isótopos de ciertos elementos poseen propiedades únicas o peculiares, y es deseable su enriquecimiento. El deuterio, 2H, que tiene una abundancia casi de 0.16% en el hidrógeno terrestre, es útil para la moderación de los neutrones en los reactores de agua pesada, y se pronostica su empleo como combustible en los futuros reactores de fusión. Se han producido grandes cantidades de agua deuterizada mediante una gran variedad de procesos de destilación, intercambio y procesos de electrólisis. El isótopo fisionable de uranio, 235U, se enriquece por difusión gaseosa en un gas de hexafloruro de uranio en plantas muy grandes.

 

De los elementos biológicamente importantes, sólo el carbón y el hidrógeno poseen radioisótopos con vida media considerablemente larga, y pueden emplearse como trazadores en los organismos vivientes. Los estudios sobre metabolismo, utilización de droga y otras reacciones en los organismos vivos se realizan con mayor efectividad con isótopos estables, como 13C, 18N, 15O y 2H. Los compuestos se "etiquetan" introduciendo grandes concentraciones de isótopos en la estructura molecular, y los productos metabolizados se estudian usando un espectómetro de masas con el propósito de medir las razones isotópicas que se han alterado.