Isótopos

Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen diferentes masas debido a las diferencias en el número de neutrones que contienen. Muchos isótopos son estables, lo que significa que no están sujetos a la descomposición radiactiva, pero muchos más son radiactivos. Los últimos, también conocidos como radioisótopos, juegan un papel importante en la vida moderna.

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Enlaces químicos, masa atómica, número másico

¿Qué son los isótopos?

Los isótopos son átomos en los cuales los núcleos tienen la misma cantidad de protones, pero tienen diferente número de neutrones. Las diferencias que hay entre los elementos corresponden a un isótopo diferente.

El carbono 14, por ejemplo, se usa para estimar la edad de los objetos dentro de un lapso de tiempo relativamente reciente mientras que los geólogos y otros científicos usan uranio-238 para medir la edad de la tierra. Las preocupaciones sobre la energía nuclear y las pruebas de armas nucleares en la atmósfera han aumentado la conciencia de los peligros que plantean ciertos tipos de isótopos radiactivos, que de hecho pueden ser peligrosos para la vida humana. Sin embargo, la realidad es que las personas están sujetas a mucha más radiación de fuentes no nucleares.

Características de los isótopos

Las principales características de los isótopos son las siguientes:

• Son átomos de un mismo elemento que están en el mismo lugar en la tabla periódica pero que tienen diferente número másico.
• Los átomos que son isotopos tienen el mismo número atómico.
• Tienen diferente número de neutrones.
• Únicamente 21 elementos de la tabla periódica tienen un solo isótopo natural.
• Se representan con el nombre del elemento seguido de su número másico y separados por medio de un guion.
• Tienen la misma cantidad de protones.
• Son especies de elementos que pertenecen al mismo elemento químico.
• Tienen las mismas propiedades químicas como, por ejemplo, la solubilidad.
• También pueden presentar algunas diferencias físicas pues sus masas son diferentes, por ejemplo, la densidad.
• Pueden ser encontrados en la naturaleza.

Para qué sirven los isótopos

Los isótopos pueden usarse en la agricultura, la industria de los alimentos, control de las pestes, arqueología y la medicina. Sirven también en medicina, por ejemplo, en la emisión de rayos gamma para detectar tumores dentro del cuerpo humano. La irradiación de los elimina muchos tipos de bacteria, lo que permite que los alimentos sean más seguros de ingerir.

Tipos

Existen tres tipos diferentes de isótopos, que a continuación se mencionan:

• Isótopos naturales: Estos son los que podemos encontrar de forma libre dentro de la naturaleza, por ejemplo, podemos mencionar el hidrógeno que tiene tres isótopos naturales, el protio , el deuterio , y el tritio. Estos isótopos son usados también en actividades de tipo nuclear; de hecho, son los elementos básicos que conforman la bomba de hidrógeno.
• Isotopos artificiales: Los isótopos artificiales son los que han sido creados en laboratorios nucleares por medio del bombardeo de partículas subatómicas. Por lo general tienen una vida corta, esto se debe a la inestabilidad y radioactividad que presentan. Uno ejemplo de isótopo artificial es el Cesio y el Iridio-192.
• Isótopos radioactivos: Son átomos de un elemento que han sufrido modificaciones haciendo que su núcleo tenga más neutrones de lo que normalmente tienen su elemento en forma original. Algunos son estables y otros inestables. Son muy usados en procesos industriales, ciencia y en el área de la medicina principalmente en la medicina nuclear, en donde son utilizados con fines de diagnóstico y de tratamiento para algunas enfermedades.

Aplicaciones

Pueden ser utilizado como trazadores, sirven en el área de la agronomía para estudiar los fertilizantes, pues muestran qué parte de la planta absorbe más o menos de un elemento presente en un fertilizante. También son usados en medicina, para demostrar la absorción de un medicamento o cómo funciona un órgano.

Otra área de uso es la radioterapia, por medio de los radioisótopos se puede destruir las células cancerígenas pues éstas son sensibles a la radiación. En medicina se usa el tratamiento con cobalto-60 para detener ciertos tipos de cáncer con base en la capacidad que tienen los rayos gamma para destruir tejidos cancerosos.

Son usados también en el área del radioinmunoanálisis y en radiodiagnóstico. Para el estudio de los desórdenes cerebrales se utiliza una tomografía de emisión de protones conocida como PET. Se usa la energía que está en el núcleo de los elementos naturales como el uranio, para lograr producir grandes cantidades de calor utilizadas para producir electricidad en los países más desarrollados del mundo.

Beneficios

Los beneficios que obtenemos gracias a los isótopos son muchos pues son ampliamente utilizados en el área de la agricultura, ayudan a los seres humanos a tratar y curar enfermedades peligrosas, intervienen en procesos químicos dentro las industrias y en diferentes actividades de la vida diaria. Ayudan a preservar los alimentos, intervienen en los procesos de fotosíntesis y ayudan a diagnosticar patologías médicas.

Riesgos

El principal riesgo de los isótopos, principalmente de los radioactivos, es su inhalación o ingesta. Cuando esto sucede, se puede llegar a afectar el ADN, la producción de proteínas y aumenta el riesgo de padecer enfermedades y cánceres. Los efectos de la radiación siempre van a depender de la cantidad que ingrese al organismo.

Si hablamos del medio ambiente, el uso de bombas atómicas es desastrosa. Los isótopos son capaces de ingresar al ciclo biogeoquímico y quedarse ahí miles de años produciendo una gran cantidad de trastornos médicos. La contaminación térmica y de la atmósfera reduce la vida de los animales, aumenta la radioactividad de los habitantes de la tierra y contaminan alimentos de consumo humano.

Importancia de los isótopos

Los isotopos son muy importantes debido al uso que se le da, por ejemplo, en el área de la medicina, para lograr encontrar el origen de algunos átomos luego de una reacción química, para lograr determina la antigüedad de ciertas cosas , y en el área de la física nuclear, se usan en la fisión y la fusión para producir energía limpia.

Ejemplos

Algunos ejemplos de isótopos son:

• Hidrógeno: se conocen 3 isótopos del elemento hidrógeno: 11H es el hidrógeno ligero, el más abundante, el 21H es el deuterio (D), cuyo núcleo alberga un protón y un neutrón y el 31H que es el tritio (T), cuyo núcleo contiene un protón y dos neutrones.
• Oxígeno: tiene 3 isótopos nuclearmente estables y 14 inestables.
• Uranio: el uranio posee tres isótopos naturales. El uranio 238 (tiene 92 protones + 146 neutrones = 238 nucleones). Es el isótopo más común del uranio con una abundancia del 99,28%. Luego está el uranio 235 que tiene 143 neutrones y es capaz de provocar y mantener una reacción nuclear en cadena; y por último el uranio 234 que tiene 421 neutrones y es muy escaso.