Isotop

Die Atomkerne eines Elements bestehen aus einer bestimmten Anzahl von Protonen und Neutronen, die für das jeweilige Element spezifisch ist.

Atomkerne, die bei gleicher Protonenzahl eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen aufweisen, werden als Isotope bezeichnet. Isotope mit unterschiedlicher Neutronenanzahl weisen zwar eine unterschiedliche Masse auf, sind aber in ihrem chemischen Verhalten identisch. Ein Isotop wird im Periodensystem der Elemente an der gleichen Position dargestellt, wie ein Elementatom, dessen Atomkern die gleiche Anzahl Protonen und Neutronen aufweist. Dadurch erklärt sich die Bezeichnung Isotop. Eine detaillierte Übersicht über die vorkommenden Isotope vermittelt die Isotoptabelle, auch Nuklidkarte, die in der Wissenschaft eine dem Periodensystem der Elemente vergleichbare Bedeutung hat.

Die bekanntesten Isotope sind die des Elementes Wasserstoff. Wasserstoff-Atomkerne können ganz auf Neutronen verzichten. Weist der Wasserstoff-Atomkern ein Neutron auf, wird er als Deuterium oder schwerer Wasserstoff bezeichnet, ein Isotop mit zwei Neutronen heißt Tritium oder überschwerer Wasserstoff. Die meisten Elemente liegen auch als Isotop vor. Weisen sie nur ein stabiles Isotop auf, werden sie als anisotop bezeichnet, wie beispielsweise Fluor und Aluminium. Es handelt sich hierbei um Reinelemente. Häufiger sind allerdings stabile Isotope mit unterschiedlicher Neutronenanzahl. Instabile Isotope haben oft einen Zerfall des Atomkerns zur Folge und sind damit meist radioaktiv. Der Kernzerfall erfolgt in Form von ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen. Einige Isotope haben in der Wissenschaft und in der Energiewirtschaft eine besondere Bedeutung. So kann mit dem radioaktiven Kohlenstoff-Isotop 14C das Alter prähistorischer organischer Materialien genau bestimmt werden. Das Uran-Isotop 235U wird in Kernkraftwerken zur Kernspaltung und damit Energiegewinnung und in Kernwaffen zum Auslösen einer explosiven Wirkung genutzt.