Химическая энциклопедия

ИЗОТОПЫ (от изо ... и греч. topos - место), нуклиды одного хим. элемента, т.е. разновидности атомов определенного элемента, имеющие одинаковый атомный номер, но разные массовые числа. Обладают ядрами с одинаковым числом протонов и разл. числом нейтронов, имеют одинаковое строение электронных оболочек и занимают одно и то же место в периодич. системе хим. элементов. Термин "И." предложен в 1910 Ф. Содди для обозначения химически неразличимых разновидностей атомов, отличающихся по своим физ. (прежде всего радиоактивным) св-вам. Стабильные И. впервые обнаружены в 1913 Дж. Томсоном с помощью разработанного им т. наз. метода парабол - прообраза совр. масс-спектрометрии. Он установил, что у Ne имеется, по крайней мере, 2 разновидности атомов с маc. ч. 20 и 22. Названиями и символами И. обычно служат названия и символы соответствующих хим. элементов; массовое число указывают сверху слева от символа. Напр., для обозначения прир. И. хлора используют запись ³⁵Сl и ³⁷С1; иногда внизу слева указывают также порядковый номер элемента, т.е. пишут ³⁵₁₇Сl и ³⁷₁₇Cl. Только И. самого легкого элемента -водорода с маc. ч. 1, 2 и 3 имеют спец. названия и символы: протий (¹₁Н), дейтерий (D, или ²₁Н) и тритий (Т, или ³₁H) соответственно. Из-за большой разницы в массах поведение этих И. существенно различается (см. Дейтерий , Тритий ). Стабильные И. встречаются у всех четных и большинства нечетных элементов с атомными номерами [ 83. Число стабильных изотопов у элементов с четными номерами м. б. равно 10 (напр., у олова); у элементов с нечетными номерами не более двух стабильных И. Известно ок. 280 стабильных и более 2000 радиоактивных И. у 116 природных и искусственно полученных элементов. Для каждого элемента содержание отдельных И. в прир. смеси претерпевает небольшие колебания, к-рыми часто можно пренебречь. Более значит. колебания изотопного состава наблюдаются для метеоритов и др. небесных тел. Постоянство изотопного состава приводит к постоянству атомной массы встречающихся на Земле элементов, представляющей собой среднее значение массы атома данного элемента, найденное с учетом распространенности И. в природе. Колебания изотопного состава легких элементов связаны, как правило, с изменением изотопного состава при разл. процессах, протекающих в природе (испарение, растворение, диффузия и т.п.). Для тяжелого элемента Рb колебания изотопного состава разных образцов объясняются разл. содержанием в рудах, минералах и др. источниках урана и тория - родоначальников естеств. радиоактивных рядов . Различия св-в И. данного элемента наз. изотопными эффектами . Важной практич. задачей является получение из прир. смесей отдельных И. - изотопов разделение . Следует отметить, что в научной лит. термин "И." длит. время употреблялся не только в указанном значении, но и в единств. числе для обозначения разновидности атомов с определенным значением массового числа, т. е. для обозначения нуклида. В настоящее время такое использование термина "И." неправильно. Лит.: Астон Ф., Масс-спектры и изотопы, пер. с англ., М., 1948: Учение о радиоактивности. История и современность, М., 1973; Трифонов Д. Н.. Кривомазов А. Н., Лисневский Ю. И., Химические элементы и нуклиды, М., 1980. С. С. Бердоносов.