同位素

质子数相同但中子数不同的原子
同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素,在元素周期表中具有相同的原子序数和位置,如1H、2H、3H(它们的质子数均为1,中子数分别为0、1、2[7])。[8][5][6]同一种元素的所有组成核素互为同位素。[6]同位素(包括放射性同位素)的化学性质几乎相同,但原子质量和物理性质不同。[5][6]
同位素分为稳定性同位素和放射性同位素两种。[3]稳定的同位素原子核不自发地发生衰变,大多数的天然元素都是由几种同位素组成的混合物。而具有放射性的同位素,其原子核会自发地发射α、β、γ等射线或粒子,同时自身发生变化,放出射线后生成新核素[3][9]
同位素的概念是由弗雷德里克·索迪(Frederick Soddy)于1910年提出的。[3]同位素概念既证明了元素周期律的正确性,又修正了J.道尔顿(John Dalton)的原子学说。当时认为每种元素的原子,其性质都是相同的,而同位素的出现则表明一种元素可以有几种不同的原子。质谱法建立以后,证明稳定元素中普遍存在同位素现象。[2]自19世纪末发现了放射性以后,到20世纪初,人们发现的放射性元素已有30多种,而且证明,有些放射性元素虽然放射性显著不同,但化学性质却完全一样。
一些如氢、氮、碳等质量轻的稳定同位素广泛作为示踪原子,应用于生物学、医学、环保等研究领域;放射性同位素也基于其化学性质或放射性物理特征,应用遍及医学、工业、农业、军事等各个领域。[3]

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