Qual é a definição de isótopos?
Os isótopos correspondem aos átomos de um mesmo elemento químico que apresentam um mesmo número de prótons mas diferenciam-se pelo número de nêutrons e de massa.
Desse modo, podemos considerar que eles são uma variação do mesmo elemento já que os átomos apresentam o mesmo número atômico e os elementos são diferenciados por esse valor. Inclusive, a origem do termo está associada ao seu significado, uma vez que, iso significa igual e tópos significa lugar e na tabela periódica, eles ocupam o mesmo lugar.
Devido ao mesmo número atômico, os isótopos apresentam propriedades químicas semelhantes mas possuem propriedades físicas diferentes, como por exemplo, a densidade, devido às suas massas diferentes.
Qual isótopo é usado como padrão?
De acordo com a IUPAC (União Internacional da Química Pura e Aplicada), a unidade padrão usada para a massa atômica corresponde ao equivalente a 1/12 da massa do isótopo 12 do carbono. Ou seja, quando falamos de massa atômica estamos falando de quantas vezes o átomo em questão é mais pesado do que o padrão.
Quando analisamos os isótopos de um mesmo elemento verifica-se que a abundância natural deles são diferentes e isso deve ser levado em conta para o cálculo da massa atômica. Assim, o isótopo mais abundante é o que contribui de modo mais significativo às características químicas do elemento.
Considere, por exemplo, os isótopos de cloro:
Cl35 → abundância: 75,76% → massa relativa: 34,969 u
Cl37 → abundância: 24,24% → massa relativa: 36,966 u
A partir desses valores, podemos calcular a massa atômica relativa do cloro que é dada por meio de uma média ponderada:
massa atômica = (75,76*34,969) + (24,24*36,966)/ 100 = 35,5 u
Quais os exemplos de isótopos?
Uma boa parte dos elementos químicos conhecidos apresentam isótopos. Além do cloro, pode-se citar ainda, os isótopos do carbono e também de hidrogênio.
Carbono
O carbono apresenta três isótopos naturais:
- 6C12 (carbono-12) → é o mais abundante na natureza com 98,89% de abundância e possui 6 prótons e 6 nêutrons no núcleo;
- 6C13 (carbono-13) → apresenta abundância natural entre 1,01-1,14% possuindo 6 prótons e 7 nêutrons no seu núcleo;
- 6C14 (carbono-14) → possui apenas traços na natureza, possui 6 prótons e 8 nêutrons no seu núcleo. No entanto, esse isótopo é radioativo e é utilizado em processos como a datação de fósseis.
Hidrogênio
Assim como o carbono , o hidrogênio apresenta três isótopos conhecidos. São eles:
- 1H1 (prótio ou hidrogênio) → é o isótopo mais abundante do hidrogênio (99,985%) e possui 1 próton e nenhum nêutron no seu núcleo;
- 1H2 (deutério ou hidrogênio pesado) → é um isótopo raro do hidrogênio com abundância de 0,015%, sendo uma molécula de hidrogênio que contém um nêutron;
- 1H3 (trítio) → é um isótopo radioativo possuindo apenas traços na natureza.
Para que servem os radioisótopos na medicina?
Os radioisótopos correspondem aos átomos que apresentam um núcleo radioativo e assim, podem liberar radiação para se transformar em outro isótopo por meio de um decaimento radioativo.
Uma das utilizações dos radioisótopos na medicina é para o tratamento de câncer. Na radioterapia, o radioisótopo é ligado a uma molécula que o leve até a célula doente. No processo de decaimento radioativo, ele emite radiação que são responsáveis por ionizar o DNA da célula cancerosa e assim, conseguem inibir o seu crescimento.
Além dessa aplicação, os radioisótopos também podem ser utilizados nos exames de diagnóstico como o raio-X e a ressonância magnética.
Como funciona a datação com carbono-14?
O processo de datação de carbono-14 possui como base seu tempo de decaimento de 5730 anos e são incorporados por todos os seres vivos.
Na década de 1940, a técnica foi descoberta por Willard Libby que utilizou um contador Geiser para medir a radioatividade do C-14 presente em vários objetos. Como resultado, ele observou que o decaimento desse isótopo ocorria a um ritmo constante após a morte dos seres vivos. É esse fato que justifica o seu uso na verificação da idade de fósseis, já que após a morte, tem-se essa diminuição dessa quantidade de C-14 devido a sua desintegração.
