Qué son los isótopos

En la Naturaleza, en la Tierra, existen 90 elementos naturales: desde el hidrógeno (H) hasta el uranio (U), saltándonos el tecnecio (Tc) y el promecio (Pm) (que no se encuentran de forma natural en la Tierra).  Además de estos, existen otros que han sido creados por el hombre mediante reacciones nucleares.  Por ejemplo, se ha podido sintetizar en cantidades importantes el plutonio (Pu).

Las características de los diferentes elementos viene dadas por el número de electrones  que posee dicho elemento. Ya que todo elemento (átomo) es neutro, es preciso que la carga eléctrica negativa de los electrones se vea compensada por una carga positiva. Dicha carga la crean los protones. El protón y el electrón tienen idéntica carga, positiva y negativa, respectivamente, y por tanto el número de electrones y de protones en el átomo es idéntico. A dicho número se le llama número atómico, Z. En el hidrógeno Z=1 y en el uranio Z=92.

¿Hay algo más dentro de los átomos? Si lo hay debe ser neutro ya que el átomo lo es. Dentro del átomo hay algo más: los neutrones. Dicha partícula es muy parecida al protón pero no tiene carga. A la suma del número de protones y de neutrones se le llama número másico, A. Dicho número da una medida de la masa del átomo, de ahí su nombre.  

Una pregunta muy natural sería, qué confiere las propiedades a un elemento, ¿A o Z? La respuesta es que las propiedades químicas vienen determinadas exclusivamente por el valor de Z. Otra pregunta sería, ¿para una Z dada puede haber varios valores de A? La respuesta es sí. ¿Y entonces qué diferencia hay entre dos átomos de un mismo elemento con diferente A? Ya que tienen diferente A, tienen diferente masa y, por tanto, ciertas propiedades físicas asociadas a la masa diferirán, pero las propiedades químicas seguirán siendo idénticas.  A los átomos con idéntica Z, pero diferente A se les denomina isótopos (de un mismo elemento). Además, de forma genérica, cuando se especifica la Z y la A de un átomo, a este se le llama a menudo isótopo.  De forma gráfica se emplea la siguiente notación

                                                                A
                                                                Z  X N
Donde X es el nombre del elemento, Z su número atómico y A su número másico. N es el número de neutrones que posee, verificándose que A=N+Z. Por ejemplo:
                                                               14
                                                                6  C8


                                                           235
                                                                92  U 143
                                                            
Es obvio que dada la Z viene fijada X y  viceversa.

Cuando se mira una tabla periódica, al lado de cada elemento aparece su número atómico Z y también su número másico. ¡Pero dicho número no es un número entero! El motivo está, entre otras cosas, en que corresponde al promedio de masas de los diferentes isótopos que hay en la Naturaleza de dicho elemento. Por ejemplo para el carbono, A=12.011, debido a que la mayor parte del carbono de la Naturaleza tiene A=12, pero lo hay también, aunque en pequeña proporción, con A= 13 y A=14 (el famoso carbono 14).

Hay algo más que diferencie a los distintos isótopos de un mismo elemento: sí, la radiactividad.  Pero este tema merece un post completo para ser explicado.