O que são isótopos?

Isótopos são átomos de um mesmo elemento cujo núcleo contém um mesmo número de prótons (Z), porém um número diferente de nêutrons (N) e, consequentemente, massas diferentes. O hidrogênio, o primeiro e mais abundante elemento do universo, a partir do qual se formaram os demais, possui três isótopos, o Hidrogênio, também chamado de prótio, que cujo núcleo consiste em um único próton, o Deutério, que apresenta um núcleo formado por um próton e um nêutron e o trítio, que possui dois nêutrons e um próton em seu núcleo.

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A massa atômica dada na tabela periódica é a média ponderada da massa daquele elemento, levando em conta a abundância natural dos seus isótopos. A maioria dos elementos possui um ou mais, até 10 para o estanho (Sn), isótopos estáveis com proporções (abundâncias) naturais conhecidas. A Tabela abaixo apresenta exemplos de isótopos estáveis de elementos, suas respectivas massas e abundâncias naturais. Pequenas variações nessas proporções permitem a caracterização de diferentes materiais.

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As variações isotópicas naturais são dadas com relação a padrões definidos para cada elemento e sua notação é feita em δ‰ para expressar de forma mais conveniente e legível as variações das razões isotópicas que normalmente estão na terceira a quinta casa decimal.

Os padrões internacionalmente utilizados para a determinação das variações isotópicas para os elementos leves mais comumente utilizados assim como suas respectivas razões (R) podem ser vistos na tabela abaixo.

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Assinaturas isotópicas com relação ao δ13C‰ de diferentes materiais (Wagner T., Magill C.R., Herrle J.O.,2018)

Estas variações ocorrem devido ao fenômeno denominado Fracionamento Isotópico o qual se dá em processos físicos como mudança de estado, químicos como a precipitação e biológicos como a fotossíntese.

As variações nas concentrações das espécies isotópicas, em diferentes condições ou fases num sistema físico, sujeito a um determinado processo é que determinam diferentes assinaturas isotópicas dos materiais ou substâncias sujeitas à análise. As assinaturas isotópicas com relação ao δ13C‰ de diferentes materiais são apresentadas a seguir.

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