1。原子質量: これは最も明白な違いです。同じ元素の同位体は同じ数のプロトンを持っていますが、中性子の数は異なります。これは、原子の質量である原子質量に直接影響します。
2。核の安定性: 元素の異なる同位体は、さまざまな程度の核安定性を持つことができます。一部の同位体は安定していますが、他の同位体は放射性で崩壊します。同位体の安定性は、その核内の中性子に対する陽子の比率の影響を受けます。
3。密度: 中性子の数が異なるため、同じ元素の同位体はわずかに異なる密度を持つことがあります。この違いは通常小さいですが、場合によっては重要になる可能性があります。
4。融点と沸点: 同位体は、わずかに異なる融点と沸点を持つことができます。この違いは通常非常に小さいですが、特に軽い要素では、場合によっては重要な場合があります。
5。拡散率: 質量が異なる同位体は、異なる速度で拡散します。より重い同位体は、軽い同位体よりもゆっくりと拡散します。
6。分光特性: 同位体は、赤外線や核磁気共鳴(NMR)スペクトルなど、分光特性に違いを示すことができます。これは、異なる数の中性子が分子の振動モードと回転モードに影響を与える可能性があるためです。
7。化学反応性: 同じ元素の同位体は一般に同様の化学反応性を持っていますが、いくつかの微妙な違いが発生する可能性があります。たとえば、より重い同位体は、質量が大きいため、わずかに遅く反応する傾向があります。
同位体間の物理的特性の違いは通常小さいことに注意することが重要ですが、次のような特定のアプリケーションでは重要である可能性があります。
* 放射性デート: 放射性同位体は、岩と化石の年齢を決定するために使用されます。
* 核医学: 放射性同位体は、医療画像と治療に使用されます。
* 質量分析: 同位体は、質量分析を使用して質量に基づいて分離できます。
全体として、同じ元素の同位体は同じ化学的性質を共有していますが、中性子の数が異なるため、異なる物理的特性を示すことができます。