Isótopos

Qué son los isótopos

Lo que define a un elemento es el número de protones de su átomo. El carbono siempre tiene seis; el yodo, cincuenta y tres. El número de neutrones, en cambio, puede variar. Esas versiones de un mismo elemento con distinto número de neutrones son sus isótopos. El carbono-12, el carbono-13 y el carbono-14 son los tres isótopos naturales del carbono: todos con seis protones, pero con seis, siete y ocho neutrones, respectivamente.

El hidrógeno ofrece el ejemplo más didáctico. Su forma común no tiene ningún neutrón; el deuterio suma uno y el tritio, dos. Son tan distintos en peso que hasta reciben nombre propio, una rareza entre los isótopos. Aun así, los tres se comportan químicamente como hidrógeno. La masa cambia; la identidad química, no.

Estables y radiactivos

No todos los isótopos son radiactivos. La mayoría de los elementos tiene isótopos estables, cuyo núcleo se mantiene indefinidamente sin transformarse. Otros son inestables: el equilibrio entre protones y neutrones se rompe y el núcleo se desintegra emitiendo radiación hasta alcanzar una configuración más estable. El tiempo que tarda la mitad de una muestra en desintegrarse es la semivida, un valor característico de cada isótopo que va de fracciones de segundo a miles de millones de años.

Esa emisión de radiación, lejos de ser un simple fenómeno físico, es la base de buena parte de la medicina nuclear. Un isótopo inestable unido a una molécula que se dirige a un tejido concreto permite ver por dentro el funcionamiento de un órgano, o llevar radiación hasta un tumor. El tecnecio-99m es el radioisótopo más empleado en diagnóstico por imagen; el yodo-131 se usa tanto para explorar como para tratar la glándula tiroides. Cada aplicación clínica concreta pertenece al terreno del radiofármaco y del radioisótopo.

Un nombre nacido en una conversación de salón

La palabra procede del griego isos (igual) y topos (lugar): mismo lugar. Alude a que los distintos isótopos de un elemento ocupan la misma casilla de la tabla periódica, porque comparten número atómico. La acuñó en 1913 la médica y escritora escocesa Margaret Todd, en una charla familiar con el químico Frederick Soddy, que buscaba una forma breve de nombrar aquellos átomos "químicamente idénticos e inseparables". Soddy la adoptó y la difundió; ocho años después recibió el Premio Nobel de Química por su trabajo sobre las sustancias radiactivas. El término, propuesto por una doctora ajena a la química, se impuso enseguida.

Preguntas frecuentes

¿Todos los isótopos son radiactivos?

No. Muchos elementos tienen isótopos estables, que no emiten radiación. Solo los isótopos inestables, o radioisótopos, se desintegran liberando energía. El carbono-12 es estable; el carbono-14 es radiactivo.

¿En qué se diferencia un isótopo de un isómero?

Son conceptos de planos distintos que suenan parecido. Los isótopos son átomos de un mismo elemento que difieren en el número de neutrones. Los isómeros son compuestos con la misma fórmula química pero distinta disposición de sus átomos. Uno se refiere al núcleo de un átomo; el otro, a la arquitectura de una molécula.

¿De dónde viene la palabra isótopo?

Del griego isos, igual, y topos, lugar, porque los isótopos de un elemento comparten posición en la tabla periódica. La sugirió Margaret Todd a Frederick Soddy en 1913.

Referencias

1. Consejo de Seguridad Nuclear (CSN). El auge de los radioisótopos en medicina.
2. Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA). ¿Qué son los radiofármacos?.
3. MedlinePlus (Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.). Gammagrafía renal.
4. Chemical & Engineering News (American Chemical Society). Celebrating the isotope.