Un isotope d'un élément chimique, est un atome ayant une masse atomique différente. Il existe 23 différents isotopes de l'élément chimique du phosphore, mais une seule est stable. Les autres ont des propriétés radioactives avec des taux de décroissance rapide. Certains des isotopes ont des demi-vies de jours alors que la plupart ont des demi-vies de nanosecondes. Deux isotopes stables et quelques instables sont utilisés dans l'étude scientifique, tel que le diagnostic médical et les études génétiques.
Définition
Les isotopes sont des atomes d'un élément chimique avec différentes masses atomiques. Tous les atomes d'un même élément chimique ont des noyaux avec le même nombre de protons, mais isotopes de l'élément ont un nombre différent de neutrons. Ceci est ce qui affecte la masse atomique de l'atome. Isotopes ont leurs propres nombres de masse individuels, équivaloir d'ajouter le nombre de protons et de neutrons trouvés dans le noyau de l'isotope. Par exemple, les nombres de masse de l'isotope de phosphore entre 24 et 46.
Histoire
En 1913, JJ Thomson a étudié la composition des rayons du canal et a découvert par inadvertance l'existence d'isotopes. Il canalisé un flux d'ions de gaz néon à travers un champ magnétique et mesuré les déviations d'une plaque photographique. Deux taches de lumière ont été capturés sur la plaque. Thomson a conclu de ces résultats que certains des atomes de néon avaient une masse différente de celle du reste.
Les types
Seul l'un des isotopes du phosphore se produit naturellement, l'isotope avec la masse atomique de 31. Les autres isotopes sont créés dans un laboratoire et ont des propriétés radioactives, ce qui signifie qu'ils se désintègrent rapidement. Les isotopes avec des masses atomiques les plus proches de P31 sont plus stables que les autres avec beaucoup plus longues demi-vies (par exemple des demi-vies de minutes ou quelques jours par rapport à demi-vies de nanosecondes).
Les modes de désintégration radioactive
Les isotopes du phosphore radioactifs instables ont plusieurs modes de décroissance, y compris l'émission de protons, capture d'électrons, la désintégration alpha, bêta moins la désintégration bêta-moins désintégration avec émission de neutrons ou d'autres combinaisons de ces modes. Toutes ces méthodes sont les tentatives d'un atome à devenir plus stable. Dans l'émission de protons, des atomes éjectent protons du noyau. La désintégration alpha apporte deux protons et deux neutrons à la fois. Dans la capture d'électrons, le noyau attire un électron de la couche électronique la plus interne de l'atome et le combine avec un proton. La combinaison crée un neutron et un neutrino. Neutrino est ensuite éjecté du noyau. Pendant bêta moins la désintégration, un neutron dans le noyau devient un proton, un électron et un neutrino. Neutrino électron et sont éjectés de l'atome; étant donné que l'atome dispose maintenant d'un proton supplémentaire, il devient un atome d'un autre élément chimique. Si le processus se produit en même temps que l'émission de neutrons, un neutron est éjecté avec l'électron.
Avantages
L'isotope stable de phosphore, P31, est couramment utilisé dans la résonance magnétique nucléaire, le plus souvent connu sous le nom d'imagerie par résonance magnétique. IRM sont bien connus pour leur utilisation dans le diagnostic médical, mais les chimistes utilisent également l'IRM pour déterminer les structures composites et pour l'analyse non-destructive des échantillons biologiques.
Cependant, quelques-uns des isotopes instables sont utilisés dans l'étude scientifique ainsi. P32 isotope est utilisé comme un émetteur bêta pour marquer des sondes d'ADN et d'ARN. P33 isotope est également utilisé comme émetteur bêta, mais il a une bêta émission d'énergie inférieure à P32, ce qui est préférable pour les études telles que le séquençage d'ADN.