Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.18: Ізотопи

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19029

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Гравці футбольної команди мають різну вагу і висоту, як ізотопи
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: люб'язно надано товаришем головного фотографа Джонні Бівера, ВМС США; Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Football_play_from_scrimmage.jpg(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Чи всі члени футбольної команди, показані вище, однакові?

    Вони знаходяться в одній команді і всі відомі під однією назвою команди, але є індивідуальні відмінності між гравцями. Ми не очікуємо, що кікер буде таким же великим, як захисник. Тісний кінець, швидше за все, важить менше, ніж оборонна снасть на іншій стороні м'яча. Вони грають як одиниця, але мають різну вагу і висоту.

    Що таке ізотопи?

    Історія атома сповнена деякими з цих відмінностей. Хоча Джон Далтон заявив у своїй атомній теорії 1804 року, що всі атоми елемента ідентичні, відкриття нейтрона почало показувати, що це припущення було неправильним. Дослідження радіоактивних матеріалів (елементів, які спонтанно виділяють частинки для утворення нових елементів) Фредеріком Содді (1877-1956) дало важливі підказки про внутрішню будову атомів. Його роботи показали, що деякі речовини з різними радіоактивними властивостями і різними атомними масами фактично є одним і тим же елементом. Він придумав термін ізотоп від грецьких коренів isos (íσα «рівний») і topos (ππα «місце»). Він описав ізотопи як: «Якщо говорити розмовно, їх атоми мають однакові зовнішні сторони, але різні нутрощі». Содді отримав Нобелівську премію з хімії в 1921 році за свою роботу.

    Як говорилося раніше, не всі атоми даного елемента ідентичні. Зокрема, кількість нейтронів може бути змінною для багатьох елементів. Як приклад, природний вуглець існує в трьох формах. Кожен атом вуглецю має однакову кількість протонів (6), що і є його атомним номером. Кожен атом вуглецю також містить шість електронів для підтримки електричної нейтральності. Однак кількість нейтронів варіюється як шість, сім або вісім. Ізотопи - це атоми, які мають однаковий номер атомного номера, але різні масові числа через зміну кількості нейтронів.

    Три ізотопи вуглецю можна назвати вуглецем-12 (\(^{12} _6C\)), вуглець-13 (\(^{13} _6C\)), а вуглець-14 (\(^{14} _6C\)) відноситься до ядра даного ізотопу елемента. Атом вуглецю є одним з трьох різних нуклідів. Більшість елементів природно складаються з сумішей ізотопів. Вуглець має три природних ізотопи, в той час як деякі більш важкі елементи можуть мати набагато більше. Олово має десять стабільних ізотопів, найбільше будь-якого елемента.

    Хоча наявність ізотопів впливає на масу атома, це не впливає на його хімічну реакційну здатність. Хімічна поведінка регулюється кількістю електронів і кількістю протонів. Вуглець-13 поводиться хімічно точно так само, як і більш рясний вуглець-12.

    Резюме

    • Ізотопи - це атоми, які мають однаковий атомний номер, але різні масові числа через зміну кількості нейтронів.
    • Термін нуклід відноситься до ядра даного ізотопу елемента.
    • Атомна маса атома дорівнює сумі протонів і нейтронів.

    Рецензія

    1. Що таке ізотопи?
    2. Чому різні ізотопи елемента, як правило, мають однакові фізико-хімічні властивості?
    3. Чим би відрізнялося ядро водню-1 і водню-2?
    4. Пов'язати поняття ізотопу і масового числа.
    5. Усі атоми кисню мають вісім протонів, а більшість мають вісім нейтронів. Яке масове число ізотопу кисню, який має дев'ять нейтронів? Як називається цей ізотоп?
    6. Ізотоп ітрію має 39 протонів і 59 нейтронів. Яке масове число цього ізотопу?
    7. Ізотоп з масовим числом 193 має 116 нейтронів. Який атомний номер у цього ізотопу?
    8. Ізотоп барію (атомний номер 56) має масу 138. Скільки нейтронів в ядрі цього ізотопу?
    9. Пов'язати поняття ізотопу і масового числа.