Isótopo

Referência : Fernandes, R.F., (2014) Isótopo, Rev. Ciência Elem., V2(1):124
Autor: Ricardo Ferreira Fernandes
Editor: Jorge Gonçalves
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2014.124]

Isótopos são átomos do mesmo elemento químico, constituídos pelo mesmo número de protões e electrões, mas que diferem no número de neutrões. Consequentemente, os isótopos, apresentam números atómicos iguais, mas diferentes valores de massa atómica.

Frederick Soddy descobriu isótopos não estáveis resultantes do decaimento radioactivo. Soddy demonstrou que elementos radioactivos podem ter diferentes massas atómicas, mas apresentarem propriedades químicas idênticas, levando a que cada posição na tabela periódica fosse ocupada por múltiplas entidades. Em 1913 Soddy publicou um artigo^[1], onde, por sugestão de Margaret Todd, é utilizada pela primeira vez o termo isótopo, que deriva do grego e significa “no mesmo lugar” (na Tabela Periódica). No mesmo ano, Joseph Thomson fez a primeira observação de isótopos estáveis ao fazer passar um fluxo de iões néon através de um campo eléctrico e de um campo magnético, medindo a deflexão do feixe, colocando uma chapa fotográfica no seu percurso. Posteriormente, observou que os iões descreviam parábolas com diferentes aberuras, o que o levou a concluir que nem todos os iões tinham a mesma massa.

Na natureza, os elementos são constituídos por um ou mais isótopos que ocorrem com diferentes abundâncias relativas. No caso do hidrogénio, existem três isótopos: o prótio (¹H), o deutério (²H) e o trítio (³H). No entanto, 99,9 % do hidrogénio existe sob a forma do isótopo prótio (¹H). Dos vários elementos existentes, 80 apresentam isótopos estáveis, uma vez que não se observa qualquer tipo de decaimento. Dentro desse grupo apenas 26 apresentam um único isótopo estável.

Existem diversas aplicações dos vários isótopos. Geralmente, os átomos de um dado elemento são quimicamente indistinguíveis entre si, porém os isótopos podem distinguir-se pelas suas massas através da espectrometria de massa ou da espectroscopia de infravermelho (as frequências de vibração dependem da massa dos átomos ligados), servindo para detectar diferenças na abundância de proteínas entre duas amostras, por exemplo. Os isótopos radioactivos (radioisótopos) são utilizados como marcadores para estudar os processos químicos e biológicos nas plantas, em detectores de fumo (Amerício-241), ou na esterilização de alimentos, destruindo germes e bactérias através da irradiação por raios gama.^[2] Na área da medicina, os radioisótopos são empregues em técnicas complementares de diagnóstico, permitindo imagens com mais detalhes dos órgãos internos do que as obtidas convencionalmente através de raios-X, sendo o tecnécio-99 o radioisótopo mais usado. Na terapia de algumas doenças também se utilizam radioisótopos, como por exemplo, o iodo-131 no tratamento do cancro da tiróide.^[3] Uma outra aplicação importante dos radioisótopos é a datação através de carbono-14. Esta técnica foi usada pela primeira vez, em 1949, para determinar a idade de uma peça de madeira egípcia, por Willard Libby, que posteriormente, foi laureado com o Nobel da Química em 1960 pelo seu trabalho no uso do carbono-14 para datação na arqueologia, geologia, geofísica e outros ramos da ciência.^[4]