Neutron Madness

Vi har allerede lært, at ioner er atomer, der enten mangler eller har ekstra elektroner. Lad os sige, at et atom mangler en neutron eller har en ekstra neutron. Den type atom kaldes en isotop. Et atom er stadig det samme grundstof, selv om det mangler en elektron. Det samme gælder for isotoper. De er stadig det samme grundstof. De er bare lidt anderledes end alle andre atomer af det samme grundstof.
For eksempel er der en masse kulstofatomer (C) i universet. De normale er kulstof-12. Disse atomer har 6 neutroner. Der er nogle få efternøleratomer, der ikke har 6. Disse mærkelige kan have 7 eller endda 8 neutroner. Når du lærer mere om kemi, vil du sandsynligvis høre om kulstof-14. Kulstof-14 har faktisk 8 neutroner (2 ekstra). C-14 betragtes som en isotop af grundstoffet kulstof.
Hvis du har kigget på et periodisk system, har du måske bemærket, at et grundstofs atommasse sjældent er et lige tal. Det sker på grund af isotoperne. Hvis du er et atom med en ekstra elektron, er det ikke noget særligt. Elektroner har ikke meget masse sammenlignet med en neutron eller proton.
Atommasser beregnes ved at regne ud, hvor mange af hver type atom og isotop der er i universet. For kulstof er der mange C-12-atomer, et par C-13-atomer og et par C-14-atomer. Når man beregner gennemsnittet af alle masserne, får man et tal, der er lidt højere end 12 (vægten af et C-12-atom). Den gennemsnitlige atommasse for grundstoffet er faktisk 12,011. Da man aldrig rigtig ved, hvilket kulstofatom man bruger i beregninger, bør man bruge den gennemsnitlige atommasse for et atom.
Brom (Br), der har atomnummer 35, har en større variation af isotoper. Atommassen for brom (Br) er 79,90. Der er to hovedisotoper ved 79 og 81, som giver et gennemsnit på 79,90amu-værdien. Den 79 har 44 neutroner og den 81 har 46 neutroner. Selv om det ikke ændrer den gennemsnitlige atommasse, har forskerne fremstillet brominisotoper med masser fra 68 til 97. Det handler om antallet af neutroner. Når man bevæger sig til højere atomnumre i det periodiske system, vil man sandsynligvis finde endnu flere isotoper for hvert grundstof.

Ved tilbage til det normale

Hvis vi kigger på C-14-atomet en gang til, finder vi ud af, at C-14 ikke varer evigt. Der er et tidspunkt, hvor det mister sine ekstra neutroner og bliver til C-12. Tabet af disse neutroner kaldes radioaktivt henfald. Dette henfald sker regelmæssigt som et ur. For kulstof sker henfaldet om nogle få tusinde år (5.730 år). Nogle grundstoffer tager længere tid, og andre har et henfald, der sker i løbet af nogle få minutter. Arkæologer kan bruge deres viden om radioaktivt henfald, når de har brug for at kende datoen for en genstand, de har gravet op. C-14, der er låst i en genstand fra flere tusinde år siden, vil henfalde med en vis hastighed. Med deres viden om kemi kan arkæologer måle, hvor mange tusinde år gammel en genstand er. Denne proces kaldes kulstofdatering.