Hidrogen di Matahari, karbon di tubuh kita, dan oksigen di air tidak selalu hadir sebagai satu "versi" massa saja. Satu unsur bisa memiliki beberapa atom yang jumlah protonnya sama, tetapi jumlah neutronnya berbeda. Atom-atom seperti itu disebut isotop.
Bagian Atomic Structure and Symbolism dari OpenStax menjelaskan bahwa isotop adalah atom dari unsur yang sama dengan nomor atom sama, tetapi nomor massa berbeda. Bagian sumber itu bisa dibuka di Atomic Structure and Symbolism dari OpenStax.
IUPAC Gold Book juga menekankan ide yang sama: isotop memiliki nomor atom sama, tetapi nomor massa berbeda. Rujukan istilahnya bisa dibuka di isotope dari IUPAC Gold Book.
Cara membacanya:
isotop⇒Zsama,n0berbeda,Aberbeda
Simbol Z adalah nomor atom, yaitu jumlah proton. Simbol A adalah nomor massa, yaitu jumlah proton dan neutron. Kalau Z sama, unsurnya sama. Kalau n0 berbeda, nomor massanya ikut berbeda.
Jadi, isotop adalah versi massa dari unsur yang sama, bukan unsur baru. Kuncinya tetap jumlah proton. Neutron hanya mengubah nomor massa.
Semua isotop hidrogen memiliki 1 proton. Karena jumlah protonnya 1, semuanya tetap unsur hidrogen. Perbedaannya ada pada jumlah neutron.
Isotop hidrogen
Lambang
Proton
Elektron netral
Neutron
Hidrogen ringan
11H
1
1
0
Deuterium
12H
1
1
Tritium
13H
1
1
Deuterium kadang ditulis D, dan tritium kadang ditulis T. Kedua simbol singkat itu tidak berarti unsur baru. Deuterium dan tritium tetap hidrogen karena jumlah protonnya tetap 1.
Karbon selalu memiliki 6 proton. Pada 612C, 613C, dan 614C, jumlah neutronnya bertambah.
612C613C614C:n0=12−6=6:n0=13−6=7:n0=14−6=8
612C dan 613C stabil. 614C radioaktif, sehingga jumlahnya sangat kecil di alam. Karena 614C meluruh seiring waktu, ilmuwan dapat memakainya untuk memperkirakan usia benda yang pernah berasal dari makhluk hidup, misalnya kayu tua atau tulang.
Isotop tidak hanya berbeda di tabel. Perbedaan neutron dapat membuat beberapa isotop berguna untuk penelitian, energi, atau penentuan umur bahan.
Deuterium dan tritium, dua isotop hidrogen, banyak dibahas dalam riset fusi nuklir. Department of Energy menjelaskan bahan bakar deuterium-tritium sebagai salah satu pasangan isotop penting dalam pengembangan energi fusi. Rujukannya bisa dibuka di Deuterium-Tritium Fusion Fuel dari DOE.
614C dipakai dalam penanggalan radiokarbon untuk memperkirakan umur bahan organik, yaitu bahan yang pernah berasal dari makhluk hidup. University of Chicago menjelaskan bahwa penanggalan 614C dapat menentukan usia material organik hingga sekitar 60000 tahun. Rujukannya bisa dibuka di penjelasan University of Chicago.
Catatan pentingnya: kegunaan isotop harus dibaca bersama sifat kestabilannya, yaitu apakah inti atom mudah meluruh atau tidak. Isotop radioaktif seperti tritium dan 614C bukan bahan percobaan bebas, sehingga pemakaiannya memerlukan aturan keselamatan.
Pada tabel periodik, massa atom relatif sering berupa angka desimal. Angka itu bukan nomor massa satu isotop, melainkan rata-rata tertimbang dari isotop-isotop yang ada di alam.
Gunakan tiga pertanyaan ini setiap membaca isotop:
Berapa jumlah protonnya?
Berapa nomor massanya?
Berapa neutronnya dari A−Z?
Untuk 4092Zr:
n0=A−Z=92−40=52
Jadi, 4092Zr memiliki 52 neutron. Cara ini lebih aman daripada menghafal tabel, karena kalian bisa menghitung isotop apa pun selama nomor atom dan nomor massanya diketahui.
