什么是同位素(同位素的关键是中子变异)

原子是“物质的基础”。任何有质量和占有空的东西都是由这些微小的单位组成的。这与呼吸空气体、饮水和我们的身体本身密切相关。

是同位素研究中的一个重要概念。化学家、物理学家和地质学家用它们来了解我们的世界。但是在我们能够解释什么是同位素或者为什么它们如此重要之前，我们需要退后一步，把原子作为一个整体来看待。

原子世界

你可能知道，原子有三个主要成分，其中两个位于原子核内。原子核位于原子的中心，这是一个紧密堆积的粒子群。有些粒子是质子，带有正电荷。

具有相反电荷的物质相互吸引，这是有据可查的。同时，带有相同电荷的物体往往会相互排斥。所以这是一个问题:两个或两个以上带正电的质子如何共存于同一个原子核中？它们不应该是互斥的吗？。

这时，中子出现了。中子是与质子共享原子核的亚原子粒子。但是中子没有电荷。顾名思义，中子是中性的，既没有正电荷，也没有负电荷。这是一个重要的属性。由于中子的中性，它可以防止质子从原子核中挤出另一个质子。

原子核周围是电子，带负电荷的超轻粒子。促进电子的化学结合，它们的运动可以产生一种叫做电的小东西。质子同样重要。首先，它们帮助科学家区分这些元素。

同位素

你可能已经注意到，在周期表的大多数版本中，每个方块的右上角都会印上一个小数字。这个数字叫做原子序数。它告诉读者给定元素的原子核中有多少质子。例如，氧的原子序数是8。宇宙中的每个氧原子都有一个原子核，或多或少，只有八个质子。

没有这种非常特殊的粒子排列，氧原子就不是氧原子。每种元素的原子序数都是唯一的。这是一个决定性的特征。没有其他元素每个原子核有八个质子。通过计算质子，你可以识别一个原子。正如氧原子总是有八个质子一样，氮原子总是有七个质子。就这么简单。

中子不会效仿。氧原子的原子核只有八个质子(正如我们已经确定的)。然而，它也可能含有4到20个中子。同位素是同一化学元素的变体，具有不同数量的中子。

现在，每种同位素都以其质量数命名，即一个原子中中子和质子的总数。例如，一种众所周知的氧同位素被称为氧-18(O-18)，它具有标准的八个质子加上十个中子。

所以氧-18(O-18)的质量数是18，你猜对了。一种相关的同位素，氧-17(O-17)，在原子核中少了一个中子。

不稳定

有些原子组合比其他组合更强大。科学家将O-17和O-18归类为稳定同位素。在稳定同位素中，质子和中子施加的力使彼此保持在一起，从而永久保持原子核的完整。

另一方面，放射性同位素中的原子核是不稳定的，会随着时间的推移而衰变。从长远来看，这些同位素的质子与中子之比根本不可持续。没有什么想停留在这种不稳定的困境中。因此，放射性同位素会脱落一些亚原子粒子(并释放能量)，直到它们转化为稳定同位素。

氧-18稳定，但氧-19(O-19)不稳定。后者必然会迅速崩溃！在产生后的26.88秒内，可以保证O-19的样品会因为衰变而失去一半的原子。

这意味着氧气-19的半衰期为26.88秒。半衰期是指同位素样品衰变50%所需的时间。记住这个概念；我们将在下面把它和古生物学联系起来。

然而，在我们谈论古化石科学之前，有一个非常重要的问题需要提出。与氧不同，有些元素根本没有稳定的同位素。比如铀，在自然界中，这种重金属有三种同位素，都具有放射性，原子核处于恒定衰变状态。最终，大块铀将变成一种完全不同的元素。

不用担心实时看过渡，过程非常非常慢。

获取时间

铀-238(U-238)是元素中最常见的同位素，其半衰期约为45亿年！它将逐渐变成稳定的铅-206(Pb-206)。同样，半衰期为7.04亿年的铀235(铀-235)将转变为另一种稳定同位素铅-207(铅-207)。