¿Qué compuesto crees que tiene más isótopos? uno con una masa de 100 o uno con la masa de 1000?

Desde un punto de vista matemático uno esperaría encontrar más isótopos con masa 1000 (en unidades de masa atómica, o más bien 1000 nucleones). Si tienes 100 nucleones, puedes tener un isótopo de hidrógeno con 99 neutrones adicionales hasta Fermium con solo protones. Eso es 100 posibilidades diferentes. Mientras que con 1000 nucleones puedes tener 1000 combinaciones de protones y neutrones.

Desde un punto de vista físico, no es tan fácil. Cuanto más pesado sea el núcleo (cuantos más protones tenga), más neutrones se necesitarán para estabilizarlo. Los protones son fermiones y tienen carga. No les gusta estar cerca el uno del otro en absoluto. Los neutrones son necesarios para mantenerlos juntos, ya que los protones, así como los neutrones interactúan entre sí a través de la atractiva interacción nuclear fuerte. Un isótopo con protones solo se comportaría de manera similar a una bomba, simplemente explotaría en la creación. No se podía siquiera medir el medio tiempo ya que la repulsión de los protones con carga positiva sería instantáneamente efectiva. Entonces la mayoría de los físicos no tomarían Fm100 como un isótopo válido. Para eso, debe ser estable durante al menos un tiempo finito.

La física real que gobierna la estabilidad de los núcleos es muy compleja y la cantidad de isótopos de un elemento dado no sigue una función simple y monótona. Como ya se dijo, desde el punto de vista matemático, puede tener más combinaciones con 1000 nucleones. Por otro lado, cada elemento más pesado que el plomo no tiene isótopos estables y uno solo puede imaginar que con cada vez más nucleones, el núcleo se vuelve cada vez más inestable. Pero hasta que alguien se tome el tiempo de calcular las energías de enlace de todas las combinaciones de 1000 nucleones y encuentre algunos candidatos para los isótopos, el número real de ellos es simplemente desconocido para nosotros.

¿Has mirado los espectros de masas de alta resolución (HRMS)? Los átomos tienen isótopos, no compuestos. Cuando observas un HRMS de un compuesto orgánico (que contiene C, H, O, P, N), masa de mol 100 g / mol, puedes ver 2 picos de isótopos. Cuando llegues a 1000 g / mol obtendrás 5/6 (o más dependiendo de tus átomos). Cuando obtienes hasta 2000 + g / mol, necesitas un espectro MALDI y los resultados se parecen un poco a un bosque. Por lo tanto, cuanto mayor sea la masa molecular, mayor es la probabilidad de que tenga un grupo de isótopos presentes. Cada uno de los átomos tiene un número determinado de isótopos y la abundancia natural (por ejemplo, C12, C13 y C14, N14 y N15, O16 y O18). A partir de la abundancia natural, puede calcular los picos de isótopos y la intensidad de esos picos. Los libros / notas de la clase sobre espectroscopía de masas le indicarán cómo hacerlo.

Los compuestos no tienen isótopos; los átomos tienen.

Un compuesto con una masa molecular total de 1000 tendrá, tal vez, más átomos que uno con una masa de 100, pero luego el número de isótopos estables de los elementos se distribuirá al azar en la tabla periódica, por lo que es casi imposible responder esta pregunta en general, sin saber qué átomos hay.