Concetti Chiave
- Gli isotopi sono atomi dello stesso elemento chimico che differiscono per il numero di neutroni, mantenendo invariato il numero di protoni.
- Il termine "isotopo" deriva dal greco e indica che questi atomi occupano lo stesso posto nella tavola periodica, avendo proprietà chimiche simili.
- La stabilità degli isotopi varia: mentre molti sono stabili, alcuni sono radioisotopi che subiscono decadimento radioattivo emettendo radiazioni.
- I radioisotopi vengono utilizzati in medicina come traccianti per monitorare il movimento delle sostanze e nel trattamento di malattie come il cancro.
- Nonostante i benefici, le radiazioni emesse dai radioisotopi possono essere dannose, ma talvolta questi effetti possono essere sfruttati terapeuticamente.
Definizione e origine degli isotopi
Gli isotopi di un elemento contengono un numero diverso di neutroni Per molti elementi, il numero di neutroni presenti nel nucleo dell’atomo non è costante. In questi casi parliamo di isotopi diversi.
Il termine «isotopo» trae origine dalle radici greche ísos, «uguale», e tópos, «luogo». Gli isotopi, infatti, sono atomi dello stesso elemento chimico e quindi occupano lo stesso posto nella tavola periodica.
Proprietà chimiche degli isotopi
Gli isotopi di uno stesso elemento hanno lo stesso numero ben preciso di protoni, ma differiscono per il numero di neutroni. Sebbene gli isotopi dell’idrogeno abbiano nomi diversi, in genere gli isotopi non sono contraddistinti da un proprio nome. Gli isotopi naturali del carbonio, per esempio, sono 12C (nucleo con 6 neutroni), detto carbonio 12, 13C (nucleo con 7 neutroni), detto carbonio 13, e 14C (nucleo con 8 neutroni), detto carbonio 14. Nota che in tutti e tre i casi i protoni sono 6 e quindi si tratta sempre di carbonio: gli isotopi di uno stesso elemento, infatti, hanno tutti uguali proprietà chimiche. Gli atomi di carbonio più abbondanti sono 12C, ma esiste anche un 1,1% di 13C e una quota ancora minore di 14C. La massa atomica di un elemento, o peso atomico, è la media dei numeri di massa dei suoi vari isotopi, calcolata tenendo conto della loro diffusione in natura; il peso atomico del carbonio, così calcolato, risulta essere 12,01 u.
Stabilità e radioattività degli isotopi
Gran parte degli isotopi è stabile, cioè non si modifica nel tempo. Esistono però alcuni isotopi instabili, detti radioisotopi, che vanno incontro a decadimento radioattivo; ciò significa che per raggiungere una maggiore stabilità essi liberano piccoli frammenti di particelle emettendo spesso anche radiazioni elettromagnetiche ad alta energia: raggi α (alfa), β (beta) e γ (gamma). Questo fenomeno si chiama radioattività. L’energia liberata dal decadimento radioattivo può essere rilevata per mezzo di uno strumento rivelatore, detto contatore Geiger.
Utilizzo dei radioisotopi in medicina
I medici utilizzano i radioisotopi come traccianti incorporandoli all’interno delle molecole, come fossero delle «etichette» che permettono di rintracciare le sostanze marcate e individuare ogni loro movimento all’interno dell’organismo. I radioisotopi sono utilizzati anche per stabilire l’età dei fossili.
Per quanto i radioisotopi siano utili nella ricerca e nella medicina, la radiazione che emettono, anche in piccole dosi, è potenzialmente dannosa per le molecole e per le cellule. Talvolta però questi effetti dannosi possono essere utilizzati a nostro vantaggio; per esempio la radiazione γ emessa dal 60Co (cobalto 60) viene impiegata in medicina per uccidere le cellule tumorali.
Domande da interrogazione
- Cosa sono gli isotopi e come si differenziano tra loro?
- Qual è l'origine del termine "isotopo"?
- Qual è la differenza tra isotopi stabili e radioisotopi?
- Come vengono utilizzati i radioisotopi in medicina?
Gli isotopi di un elemento contengono un numero diverso di neutroni, pur avendo lo stesso numero di protoni. Questo significa che, pur occupando lo stesso posto nella tavola periodica, gli isotopi presentano differenze nella loro massa e stabilità.
Il termine "isotopo" deriva dalle radici greche ísos, che significa "uguale", e tópos, che significa "luogo", indicando che gli isotopi sono atomi dello stesso elemento chimico che occupano lo stesso posto nella tavola periodica.
La maggior parte degli isotopi è stabile e non si modifica nel tempo, mentre i radioisotopi sono isotopi instabili che subiscono decadimento radioattivo, emettendo radiazioni per raggiungere una maggiore stabilità.
I radioisotopi sono utilizzati in medicina come traccianti per rintracciare sostanze all'interno dell'organismo e per stabilire l'età dei fossili. Inoltre, la radiazione emessa da alcuni radioisotopi, come il cobalto 60, è impiegata per trattare le cellule tumorali.
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