KimintekHijau.com: ISOTOP

Rafli Imam Madluthfi

(@Z12-RAFLI)

Isotop adalah un sur-unsuryang kembar namun tak identik. Dilansir dari Chemical LibreTexts, isotop memiliki nomor atom yang sama, namun memiliki nomor massa yang berbeda contohnya

. Jadi, isotop adalah unsur dengan nomor atom sama dan juga menduduki tempat yang sama pada table priodik, namun nomor massanya berbeda. Setiap unsur dalam table periodik memiliki setidaknya satu atau lebih isotopnya. Seperti unsur hidrogen yang memiliki Tiga isotop yaitu protium, deuterium, dan tritium.

Jumlah proton dalam inti atom disebut nomor atom dan sama dengan jumlah elektron dalam atom netral (tidak terionisasi). Setiap nomor atom mengidentifikasi unsur tertentu, tetapi bukan isotopnya; Sebuah atom dari unsur tertentu mungkin memiliki kisaran jumlah neutron yang luas. Jumlah nukleon (proton dan neutron) dalam intinya adalah jumlah massa atom, dan setiap isotop unsur tertentu memiliki jumlah massa yang berbeda-beda.

Istilah isotop dibentuk dari akar kata Yunani isos ( ἴσος "sama") dan topos ( τόπος "tempat"), yang berarti "tempat yang sama"; dengan demikian, makna di balik nama tersebut adalah bahwa isotop yang berbeda dari suatu unsur menduduki posisi yang sama pada tabel periodik . Istilah ini diciptakan oleh dokter dan penulis Skotlandia Margaret Todd pada tahun 1913 dalam sebuah usul kepada ahli kimia Inggris Frederick Soddy .Frederick Soddy lahir pada tanggal 2 September 1877 di Eastbourne, Inggris. Ia merupakan putra ketujuh dari pasangan Benyamin Soddy dan Hannah Green.

Kestabilan

Kestabilan Isotop Dilansir dari Encyclopaedia Britannica, suatu isotop dikatan stabil jika tidak menunjukkan kecenderungan untuk berubah secara spontan tanpa adanya pemicu. Stabilitas isotop berbeda-beda bergantung pada jumlah neutron dan protonnya. Rasio atau perbandingan jumlah neutron dan proton dalam inti atom memengaruhi stabilitas suatu isotop. Jumlah neutron dan proton yang sama atau rasio 1:1 menandakan bahwa isotop tersebut stabil, sedangkan isotop dengan perbandingan diliar 1:1 menandakan bahwa isotop tersebut tidak stabil.

Deutrium adalah contoh dari isotop hidrogen yang stabil karena memiliki 1 neutron dan 1 proton sehingga berada pada pita kestabilan isotop. Sedangkan Hg memiliki 120 neutron dengan 80 proton, menghasilkan rasio 1,5. Hal ini berarti unsur Hg tidak stabil dan berada diatas pita kestabilan isotop. Adapun contoh unsur yang berada dibawah pita kestabilan adalah unur Be dengan 3 neutron dan 4 proton. Rasio perbendingan neutron dan proton unsur Be adalah 0,75 sehingga berada dibawah pita

kestabilan isotop.

Variasi Sifat Antar Isotop

Sifat kimia dan molekul

Sebuah atom netral memiliki jumlah elektron yang sama dengan proton. Jadi, isotop-isotop yang berbeda dari suatu unsur tertentu semuanya memiliki jumlah elektron yang sama dan memiliki struktur elektronik yang serupa. Karena perilaku kimia atom sangat ditentukan oleh struktur elektroniknya, isotop yang berbeda menunjukkan perilaku kimia yang hampir identik.

Pengecualian utama untuk ini adalah efek isotop kinetik: karena massanya yang lebih besar, isotop yang lebih berat cenderung bereaksi agak lebih lambat dari pada isotop yang lebih ringan dari unsur yang sama. Ini paling jelas untuk protium (¹H), deuterium (²H), dan tritium (³H), memiliki dua kali massa protium dan tritium memiliki tiga kali massa protium. Perbedaan massa ini juga mempengaruhi perilaku ikatan kimianya masing-masing, dengan mengubah pusat gravitasi (massa tereduksi) dari sistem atom. Namun, untuk unsur yang lebih berat, perbedaan massa relatif antara isotop jauh lebih kecil sehingga efek perbedaan massa pada kimia biasanya dapat diabaikan. (Unsur berat juga memiliki neutron yang relatif lebih banyak daripada unsur yang lebih ringan, sehingga rasio massa nuklir terhadap massa elektronik kolektif sedikit lebih besar.) Ada juga efek kesetimbangan isotop.

Waktu paruh isotop. Z = jumlah proton. N = jumlah neutron. Plot untuk isotop stabil menyimpang dari garis Z = N karena nomor unsur Z menjadi lebih besar

Demikian pula, dua molekul yang berbeda hanya dalam isotop atom mereka (isotopolog) memiliki struktur elektronik yang identik, dan karena itu sifat fisik dan kimia yang hampir tidak dapat dibedakan (sekali lagi dengan deuterium dan tritium sebagai pengecualian utama). Mode vibrasi molekul ditentukan oleh bentuk dan massa atom penyusunnya; jadi isotopolog yang berbeda memiliki set mode vibrasi yang berbeda. Karena mode vibrasi memungkinkan molekul untuk menyerap foton dari energi yang sesuai, isotopolog memiliki sifat optik yang berbeda dalam rentang inframerah.

Penggunaan sifat kimia dan Biologi

· Analisis isotop adalah penentuan jejak isotop, yaitu kelimpahan relatif isotop dari unsur tertentu dalam sampel tertentu. Analisis isotop sering dilakukan dengan spektrometri massa rasio isotop. Untuk zat biogenik khususnya, variasi yang signifikan dari isotop C, N, dan O dapat terjadi. Analisis variasi tersebut memiliki berbagai aplikasi, seperti deteksi pemalsuan dalam produk makanan atau asal geografis dari suatu produk menggunakan isoskap. Pengidentifikasian beberapa meteorit tertentu sebagian didasarkan pada jejak isotop dari gas renik yang terkandung di dalamnya.

· Substitusi isotop dapat digunakan untuk menentukan mekanisme reaksi kimia melalui efek isotop kinetik.

· Aplikasi umum lainnya adalah pelabelan isotop, penggunaan isotop yang tidak biasa sebagai pelacak atau penanda dalam reaksi kimia. Biasanya, atom dari unsur tertentu tidak dapat dibedakan satu sama lain. Namun, dengan menggunakan isotop dengan massa yang berbeda, bahkan isotop stabil nonradioaktif yang berbeda dapat dibedakan dengan spektrometri massa atau spektroskopi inframerah. Misalnya, dalam 'pelabelan isotop stabil dengan asam amino dalam kultur sel (Stable Isotope Labeling by/with Amino acids in Cell culture, SILAC)' isotop stabil digunakan untuk mengukur protein. Jika isotop radioaktif digunakan, mereka dapat dideteksi oleh radiasi yang dipancarkannya (ini disebut dengan pelabelan radioisotop).

· Isotop biasanya digunakan untuk menentukan konsentrasi berbagai unsur atau zat menggunakan metode pengenceran isotop, di mana sejumlah senyawa yang tersubstitusi secara isotop dicampur dengan sampel, dan jejak isotop dari campuran yang dihasilkan ditentukan dengan menggunakan spektrometri massa

Pertanyaan :

1. Apa yang dimaksud dengan analisis isotop

2. Tentukan pasangan atom berikut yang tergolong isotop