Isotop

Ffurfiau gwahanol o'r un elfen yw Isotopau; mae gan yr atomau hyn o elfen yr un rhif atomig, gan bod ganddynt yr un nifer o brotonau; mae'r rhifau màs, fodd bynnag yn wahanol gan bod ganddynt niferoedd gwahanol o niwtronau. I wahaniaethu rhwng isotopau gwahanol o'r un elfen, dilynir yr enw gan rhif màs yr isotop e.e. carbon-12, carbon-14, clorin-35, clorin-37 a rhoddir y rhif màs fel uwchysgrif cyn y symbol cemegol e.e. ¹²C, ¹⁴C, ³⁵Cl, ³⁷Cl (allai ychwanegu'r rhif atomig fel isysgrif dan y rhif màs). Mae isotopau hydrogen yn anarferol gan roddir iddynt enwau penodol: Hydrogen neu protiwm (¹H), diwteriwm (²H neu D) a tritiwm (³H neu T).

Priodweddau Isotopau

Mae priodweddau cemegol elfen yn cael ei reoli'n bennaf gan yr electronau. Mae gan bob atom o'r un elfen yr un nifer o brotonau, felly mae ganddynt yr un nifer o electronau (mewn atom di-wefr) sy'n arwain at briodweddau cemegol sydd bron yn unfath. Mae carbon-12 a charbon-14 yn enghreifftiau da. er bod gan y rhan fwyaf o elfennau isotopau, fel arfer dim ond un neu ddau sy'n sefydlog; mae'r isotopau eraill yn tueddu i fod yn ymbelydrol h.y. maent yn dadfeilio.

Mae màs atom yn cael effaith ar gyfradd adwaith cemegol atom neu foleciwl, gydag isotopau gyda màs uwch yn adweithio'n arafach. Dim ond effaith fach yw hwn gan ni fydd y gwahaniaeth màs rhwng ddau isotop yn sylweddol ar gyfer y mwyafrif o elfennau. Hydrogen yw'r unig elfen lle mae effaith y màs yn bwysig, gan fod y gwahaniaeth màs rhwng y tri isotop yn sylweddol, gyda màs diwteriwm (²H) yn ddwbl màs protiwm (¹H). Gelwir yr effaith hwn yn effaith cinetig isotop.

Presenoldeb naturiol

Mae'r mwyafrif o elfennau yn dangos nifer o elfennau sefydlog mewn samplau naturiol. Mae'r elfennau gydag un isotop naturiol yn cynnwys Fflworin (¹⁹F), Sodiwm (²³Na) ac Alwminiwm (²⁷Al). Mae rhai elfennau eraill yn cynnwys canranau sylweddol o sawl isotop, gyda rhai elfennau yn cynnwys o leiaf 20% o ddau neu fwy istop, e.e.

• Bromin (51% ⁷⁹B, 49% ⁸¹B)
• Boron (20% ¹⁰B, 80% ¹¹B)
• Clorin (76% ³⁵Cl, 24% ³⁷Cl)
• Copr (69% ⁶³Cu, 31% ⁶⁵Cu)

Defnyddio Isotopau

Defnyddir isotopau sefydlog ac ymbelydrol mewn nifer o faesau gwahanol.

Isotopau sefydlog

• Labeli isotopig er mwyn dilyn llwybr atomau penodol mewn prosesau cemegol diwidiannol a phrosesau biocemegol systemau byw. Er bod eu priodweddau cemegol yn unfath, gellir eu dilyn trwy mesuriadau sbectrosgopig.
• Dilyn mecanwaith adwaith trwy effeithiau cinegig isotop, yn enwedig trwy trawsnewid isotopau hydrogen yn penodol.
• Sbectrosgopi niwclear magnetig a Mössbauer sy'n astudio astudio lefelau egni tu fewn i niwclysau atomau sy'n rhan o foleciwlau.
• Hydoddyddion ar gyfer sbectrosgopi magnetig niwclear, lle defnyddir hydoddyddion sy'n cynnwys atomau diwteriwm (²H) yn lle atomau protiwm (¹H) er mwyn astudio atomau hydrogen mewn moleciwlau.

Isotopau ymbelydrol

• Trydan niwclear
• Arfau niwclear
• Triniaethau radiotherapi
• Mesur oedran gwrthrychau, yn enwedig mesuriadau radiocarbon ar deunyddiau o ffynonellau organig.