同位素

质子数相同但中子数不同的原子
同位素(英文:isotope),是具有相同质子数、不同中子数或不同质量数的同一化学元素的不同核素的互称,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]自然界大多数元素都有一种或多种同位素。[10]
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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