صنعتعلوم و تکنولوژی

تعریف ایزوتوپ ها و نمونه هایی از آن در شیمی

مقدمه ای بر ایزوتوپها

ایزوتوپ ها  اتمهایی با تعداد پروتون های یکسان هستند اما تعداد نوترون های متفاوتی دارند. به عبارت دیگر ، ایزوتوپ ها دارای وزن اتمی متفاوتی می باشند. ایزوتوپ ها اشکال مختلف یک عنصر واحد هستند.

نکات کلیدی: ایزوتوپ ها

  • ایزوتوپ ها نمونه هایی از یک عنصر با تعداد مختلف نوترون در اتم های خود هستند.
  • تعداد پروتونهای ایزوتوپهای مختلف یک عنصر تغییر نمی کند.
  • همه ایزوتوپها رادیواکتیو نیستند. ایزوتوپهای پایدار یا هرگز دچار فروپاشی نمی شوند و یا به آرامی فروپاشیده می شوند. ایزوتوپهای رادیواکتیو دچار فروپاشی می شوند.
  • هنگامی که یک ایزوتوپ متلاشی می شود ، ماده اولیه ایزوتوپ والدین است. ماده حاصل ایزوتوپ دختر است.

275 ایزوتوپ از 81 عنصر پایدار وجود دارد. بیش از 800 ایزوتوپ رادیواکتیو وجود دارد که برخی از آنها طبیعی و برخی مصنوعی هستند. هر عنصر در جدول تناوبی دارای اشکال ایزوتوپ متعدد است. خصوصیات شیمیایی ایزوتوپهای یک عنصر واحد تقریباً یکسان هستند. استثنا ایزوتوپ های هیدروژن است ، زیرا تعداد نوترون ها تأثیر قابل توجهی در اندازه هسته هیدروژن دارد. خصوصیات فیزیکی ایزوتوپها با یکدیگر متفاوت هستند زیرا این خصوصیات اغلب به جرم بستگی دارند. این اختلاف ممکن است برای جدا کردن ایزوتوپهای یک عنصر از یکدیگر با استفاده از تقطیر و دیفیوژن به کار گرفته شود.

به استثنای هیدروژن ، فراوان ترین ایزوتوپهای عناصر طبیعی دارای تعداد پروتونها و نوترونهای یکسانی هستند. فراوان ترین ایزوتوپ هیدروژن پروتیوم است که یک پروتون دارد و حاوی نوترون نیست.

نمایش ایزوتوپ

چند روش معمول برای نشان دادن ایزوتوپ ها وجود دارد:

  • عدد جرمی یک عنصر را بعد از نام یا نماد عنصر ذکر کنید. به عنوان مثال ، ایزوتوپی با 6 پروتون و 6 نوترون کربن 12 یا C-12 است. ایزوتوپ با 6 پروتون و 7 نوترون کربن 13 یا C-13 است. توجه داشته باشید که عدد جرمی دو ایزوتوپ ممکن است یکسان باشد ، حتی اگر آنها عناصر مختلفی باشند. به عنوان مثال ، شما می توانید کربن -14 و ازت 14 داشته باشید.
  • عدد جرمی ممکن است در سمت چپ بالای نماد عنصر نمایش داده شود. برای مثال ، ایزوتوپ های هیدروژن ممکن است به اینصورت نوشته شود:  11H, 21H, 31H

مثال ایزوتوپ

کربن 12 و کربن 14 هر دو ایزوتوپ کربن هستند ، یکی با 6 نوترون و دیگری با 8 نوترون (هر دو با 6 پروتون). کربن -12 یک ایزوتوپ پایدار است ، در حالی که کربن 14 یک ایزوتوپ رادیواکتیو (رادیوایزوتوپ) است.

اورانیوم 235 و اورانیوم 238 بطور طبیعی در پوسته زمین وجود دارند. هر دو نیمه عمر طولانی دارند. اورانیوم-234 به عنوان محصول فروپاشی تشکیل می شود.

کلمات مرتبط ایزوتوپ

Isotope (noun), Isotopic (adjective), Isotopically (adverb), Isotopy (noun)

تاریخچه کلمه ایزوتوپ

اصطلاح “ایزوتوپ” توسط شیمیدان انگلیسی ، فردریک سدی در سال 1913 ، مطابق توصیه مارگارت تاد معرفی شد. این کلمه به معنی داشتن مکان یکسان است. ریشه آن یونانی است و از کلمات isos به معنی یکسان و topos به مکان مکان گرفته شده است. ایزوتوپ ها در جدول تناوبی همان مکان را اشغال می کنند حتی اگر ایزوتوپ های یک عنصر دارای وزن اتمی مختلف باشند.

ایزوتوپ های والدین و دختر

هنگامی که رادیوایزوتوپها دچار فروپاشی رادیواکتیو می شوند ، ایزوتوپ اولیه ممکن است با ایزوتوپ حاصل از آن متفاوت باشد. ایزوتوپ اولیه ایزوتوپ والدین نامیده می شود ، در حالی که اتمهای حاصل از واکنش ، ایزوتوپهای دختر نامیده می شوند. ممکن است بیش از یک نوع ایزوتوپ دختر ایجاد شود.

به عنوان نمونه ، هنگامی که U-238 به Th-234 فروپاشی می کند ، اتم اورانیوم ایزوتوپ های والد است ، در حالی که اتم توریم ایزوتوپ دختر است.

نکته درباره ایزوتوپهای رادیواکتیو پایدار

بیشتر ایزوتوپهای پایدار دچار فروپاشی رادیواکتیو نمی شوند ، اما تعداد کمی از آنها می شوند. اگر یک ایزوتوپ بسیار بسیار آهسته دچار فروپاشی رادیواکتیو شود ، ممکن است پایدار نامیده شود. نمونه ای از آن بیسموت -209 است. Bismuth-209 یک ایزوتوپ پایدار رادیواکتیو است که تحت فروپاشی آلفا قرار می گیرد اما دارای نیمه عمر 1.9* 1019 سال است (که بیش از یک میلیارد برابر بیشتر از سن تخمین زده شده جهان). تلوریم-128 تحت فروپاشی بتا با نیمه عمر تخمینی 7.7*  1024 سال است.

منبع:

https://www.thoughtco.com

همچنین بخوانید:

نظریه بیگ بنگ چیست

برچسب ها
نمایش بیشتر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن