isotopes ናቸው. የአተሞች ጽንሰ-ሀሳብ እንደ የማይነጣጠሉ ጥቃቅን የቁስ ቅንጣቶች

በተፈጥሮ ውስጥ የሚገኘው እያንዳንዱ የኬሚካል ንጥረ ነገር የኢሶቶፕስ ድብልቅ እንደሆነ ተረጋግጧል (ስለዚህ ክፍልፋይ አቶሚክ ስብስቦች አሏቸው)። አይዞቶፖች እርስ በርስ እንዴት እንደሚለያዩ ለመረዳት የአቶምን መዋቅር በዝርዝር መመርመር አስፈላጊ ነው. አቶም ኒውክሊየስ እና ኤሌክትሮን ደመና ይፈጥራል። የአቶም ብዛት በኤሌክትሮኖች በኤሌክትሮን ደመና ውስጥ በሚዞሩ ምህዋሮች፣ ኒውክሊየስ በሚፈጥሩት ኒውትሮኖች እና ፕሮቶኖች በሚያስደንቅ ፍጥነት በሚንቀሳቀሱ ኤሌክትሮኖች ተጽዕኖ ይደረግባቸዋል።

ፍቺ

isotopesየኬሚካል ንጥረ ነገር አቶም ዓይነት። በማንኛውም አቶም ውስጥ ሁል ጊዜ እኩል የሆኑ ኤሌክትሮኖች እና ፕሮቶኖች አሉ። ተቃራኒ ክፍያዎች ስላላቸው (ኤሌክትሮኖች አሉታዊ ናቸው, እና ፕሮቶኖች አዎንታዊ ናቸው), አተሙ ሁል ጊዜ ገለልተኛ ነው (ይህ ኤሌሜንታሪ ቅንጣት ክፍያ አይሸከምም, ከዜሮ ጋር እኩል ነው). ኤሌክትሮን ሲጠፋ ወይም ሲይዝ አቶም ገለልተኝነቱን ያጣል፣ ወይ አሉታዊ ወይም አወንታዊ ion ይሆናል።

ኒውትሮኖች ምንም ክፍያ የላቸውም, ነገር ግን በተመሳሳይ ንጥረ ነገር በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ ቁጥራቸው የተለየ ሊሆን ይችላል. ይህ የአቶምን ገለልተኛነት አይጎዳውም, ነገር ግን በጅምላ እና በንብረቶቹ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል. ለምሳሌ፣ እያንዳንዱ የሃይድሮጂን አቶም ኢሶቶፕ እያንዳንዳቸው አንድ ኤሌክትሮን እና አንድ ፕሮቶን አላቸው። እና የኒውትሮኖች ብዛት የተለየ ነው። ፕሮቲየም 1 ኒውትሮን ብቻ፣ ዲዩተሪየም 2 ኒውትሮን አለው፣ እና ትሪቲየም 3 ኒውትሮን አለው። እነዚህ ሦስቱ አይዞቶፖች በንብረታቸው እርስ በርሳቸው በእጅጉ ይለያያሉ።

ንጽጽር

የተለያዩ የኒውትሮን ብዛት፣ የተለያዩ ስብስቦች እና የተለያዩ ንብረቶች አሏቸው። ኢሶቶፖች የኤሌክትሮን ዛጎሎች ተመሳሳይ መዋቅር አላቸው. ይህ ማለት በኬሚካላዊ ባህሪያት በጣም ተመሳሳይ ናቸው. ስለዚህ, በወቅታዊ ስርዓት ውስጥ አንድ ቦታ ይመደባሉ.

የተረጋጋ እና ራዲዮአክቲቭ (ያልተረጋጋ) isotopes በተፈጥሮ ውስጥ ተገኝተዋል። የራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፕ አተሞች አስኳሎች በድንገት ወደ ሌሎች ኒውክሊየሮች መለወጥ ይችላሉ። በሬዲዮአክቲቭ መበስበስ ሂደት ውስጥ የተለያዩ ቅንጣቶችን ያስወጣሉ.

አብዛኛዎቹ ንጥረ ነገሮች ከሁለት ደርዘን በላይ ራዲዮአክቲቭ isotopes አላቸው። በተጨማሪም ራዲዮአክቲቭ አይዞቶፖች በሰው ሰራሽ መንገድ ለሁሉም ንጥረ ነገሮች የተዋሃዱ ናቸው። በ isotopes ተፈጥሯዊ ድብልቅ ውስጥ ይዘታቸው በትንሹ ይለዋወጣል።

የኢሶቶፕስ መኖር በአንዳንድ ሁኔታዎች ዝቅተኛ የአቶሚክ ብዛት ያላቸው ንጥረ ነገሮች ትልቅ የአቶሚክ ክብደት ካላቸው አካላት የበለጠ መለያ ቁጥር ያላቸው ለምን እንደሆነ ለመረዳት አስችሏል። ለምሳሌ, በአርጎን-ፖታስየም ጥንድ ውስጥ, አርጎን ከባድ ኢሶቶፖችን ያካትታል, እና ፖታስየም ቀላል isotopes ያካትታል. ስለዚህ, የአርጎን ብዛት ከፖታስየም የበለጠ ነው.

የግኝቶች ጣቢያ

1. የተለያዩ የኒውትሮን ቁጥሮች አሏቸው።
2. ኢሶቶፖች የተለያዩ የአተሞች ብዛት አላቸው።
3. የአዮኖች አተሞች ብዛት ዋጋ በጠቅላላ ጉልበታቸው እና ንብረታቸው ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል።

isotopes- ተመሳሳይ አቶሚክ (ተራ) ቁጥር ​​ያላቸው ግን የተለያዩ የጅምላ ቁጥሮች ያላቸው የኬሚካል ንጥረ ነገር አቶሞች (እና ኒውክሊየስ) ዓይነቶች።

ኢሶቶፕ የሚለው ቃል የተፈጠረው ከግሪክ ሥሮች ኢሶስ (ἴσος “እኩል”) እና ቶፖስ (τόπος “ቦታ”) ሲሆን ትርጉሙም “ተመሳሳይ ቦታ” ማለት ነው። ስለዚህ የስሙ ትርጉም የተለያዩ ተመሳሳይ ንጥረ ነገሮች ኢሶቶፖች በፔሪዲክ ሠንጠረዥ ውስጥ ተመሳሳይ ቦታ ይይዛሉ.

ሃይድሮጂን ሦስት የተፈጥሮ isotopes. እያንዳንዱ isotope አንድ ፕሮቶን ያለው እውነታ የሃይድሮጂን ልዩነቶች አሉት-የ isootope ማንነት የሚወሰነው በኒውትሮን ብዛት ነው። ከግራ ወደ ቀኝ ኢሶቶፕስ ፕሮቲየም (1H) ከዜሮ ኒውትሮን ጋር፣ ዲዩተሪየም (2H) ከአንድ ኒውትሮን እና ትሪቲየም (3H) ከሁለት ኒውትሮን ጋር ናቸው።

በአቶም ኒውክሊየስ ውስጥ ያሉት የፕሮቶኖች ብዛት የአቶሚክ ቁጥር ተብሎ የሚጠራ ሲሆን በገለልተኛ (አዮኒዝድ ያልሆነ) አቶም ውስጥ ካሉ ኤሌክትሮኖች ቁጥር ጋር እኩል ነው። እያንዳንዱ አቶሚክ ቁጥር አንድ የተወሰነ ኤለመንት ይለያል, ነገር ግን isotope አይደለም; የአንድ የተወሰነ አካል አቶም በኒውትሮን ብዛት ውስጥ ሰፊ ክልል ሊኖረው ይችላል። በኒውክሊየስ ውስጥ ያሉት ኑክሊዮኖች (ሁለቱም ፕሮቶን እና ኒውትሮን) የአንድ አቶም የጅምላ ቁጥር ሲሆን እያንዳንዱ የአንድ የተወሰነ አካል ኢሶቶፕ የተለየ የጅምላ ቁጥር አለው።

ለምሳሌ ካርቦን-12፣ ካርቦን-13 እና ካርቦን-14 በቅደም ተከተል 12፣ 13 እና 14 የጅምላ ቁጥሮች ያላቸው ሶስት ኢለመንት ካርቦን አይሶቶፖች ናቸው። የካርቦን አቶሚክ ቁጥር 6 ነው, ይህም ማለት እያንዳንዱ የካርቦን አቶም 6 ፕሮቶን አለው ማለት ነው, ስለዚህ የእነዚህ አይዞቶፖች የኒውትሮን ቁጥሮች 6, 7 እና 8 ናቸው.

ኤችuclides እና isotopes

ኑክሊድ የኒውክሊየስ ነው እንጂ የአቶም አይደለም። ተመሳሳይ ኒዩክሊየስ ተመሳሳይ ኑክሊድ ናቸው፣ ለምሳሌ እያንዳንዱ የካርቦን-13 ኑክሊድ ኒዩክሊየስ 6 ፕሮቶን እና 7 ኒውትሮን ይይዛል። የኑክሊደስ ጽንሰ-ሀሳብ (የነጠላ የኑክሌር ዝርያዎችን በመጥቀስ) የኒውክሌር ንብረቶችን በኬሚካላዊ ባህሪያት ላይ አፅንዖት ይሰጣል, የኢሶቶፕ ጽንሰ-ሀሳብ (የእያንዳንዱን ንጥረ ነገር አተሞች ማሰባሰብ) ከኑክሌር ይልቅ የኬሚካላዊ ምላሽን ያጎላል. የኒውትሮን ቁጥር አለው። ትልቅ ተጽዕኖበኒውክሊየስ ባህሪያት ላይ, ነገር ግን በኬሚካላዊ ባህሪያት ላይ ያለው ተጽእኖ ለአብዛኞቹ ንጥረ ነገሮች እዚህ ግባ የሚባል አይደለም. በጣም ቀላል በሆኑ ንጥረ ነገሮች ውስጥ እንኳን ፣ የኒውትሮን እና የአቶሚክ ቁጥር ሬሾ በ isotopes መካከል በጣም በሚለያይበት ጊዜ ፣ ​​እሱ ብዙውን ጊዜ መጠነኛ ውጤት አለው ፣ ምንም እንኳን በአንዳንድ ሁኔታዎች ምንም እንኳን (ለሃይድሮጂን ፣ ቀላሉ ንጥረ ነገር ፣ የኢሶቶፕ ተፅእኖ) ትልቅ. በባዮሎጂ ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ለማድረግ). ኢሶቶፕ የቆየ ቃል ስለሆነ ከኑክሊድ የበለጠ ይታወቃል እና አሁንም ኑክሊድ ይበልጥ ተገቢ ሊሆን በሚችልበት አውድ ውስጥ እንደ ኑክሊድ ቴክኖሎጂ እና የኑክሌር መድሀኒት ባሉ ሁኔታዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

ማስታወሻ

ኢሶቶፕ ወይም ኑክሊድ የሚለየው በአንድ የተወሰነ አካል ስም ነው (ይህ የአቶም ቁጥርን ያመለክታል) በመቀጠል ሰረዝ እና የጅምላ ቁጥር (ለምሳሌ ሂሊየም-3፣ ሂሊየም-4፣ ካርቦን-12፣ ካርቦን-14፣ ዩራኒየም- 235, እና ዩራኒየም-239). የኬሚካል ምልክት ጥቅም ላይ ሲውል, ለምሳሌ. "ሐ" ለካርቦን፣ መደበኛ ኖታ (አሁን "AZE notation" በመባል ይታወቃል ምክንያቱም ሀ የጅምላ ቁጥር፣ ዜድ የአቶሚክ ቁጥር እና ለኤለመንቱ) የጅምላ ቁጥርን (የኑክሊዮኖችን ቁጥር) በሱፐር ስክሪፕት ለማመልከት ነው። በኬሚካላዊው ምልክት ላይኛው ግራ እና የአቶሚክ ቁጥርን በታችኛው ግራ ጥግ ላይ ካለው የደንበኝነት ምዝገባ ጋር ያመልክቱ). የአቶሚክ ቁጥሩ የሚሰጠው በንጥሉ ምልክት ስለሆነ፣ አብዛኛውን ጊዜ በሱፐር ስክሪፕት ውስጥ ያለው የጅምላ ቁጥር ብቻ ነው የሚሰጠው፣ እና የአቶም ኢንዴክስ አይሰጥም። ኤም ፊደል አንዳንድ ጊዜ ከጅምላ ቁጥሩ በኋላ ተያይዟል የኑክሌር ኢሶመርን ለማመልከት ሜታስታብል ወይም በኃይል የተሞላ የኑክሌር ሁኔታ (ከዝቅተኛው የኢነርጂ መሬት ሁኔታ በተቃራኒ) ለምሳሌ 180m 73Ta (ታንታለም-180ሜ)።

ራዲዮአክቲቭ, የመጀመሪያ ደረጃ እና የተረጋጋ isotopes

አንዳንድ አይሶቶፖች ራዲዮአክቲቭ ናቸው ስለዚህም radioisotopes ወይም radionuclides ይባላሉ፣ሌሎች ደግሞ በራዲዮአክቲቭ መበስበስ ታይተው የማያውቁ እና የተረጋጋ አይሶቶፖች ወይም የተረጋጋ ኑክሊድ ይባላሉ። ለምሳሌ, 14 C ራዲዮአክቲቭ የካርቦን ቅርጽ ሲሆን, 12 C እና 13 C የተረጋጋ አይዞቶፖች ናቸው. በምድር ላይ ወደ 339 የሚጠጉ በተፈጥሮ የተገኙ ኑክሊዶች አሉ ከነዚህም ውስጥ 286ቱ ፕሪሞርዲያል ኑክሊዶች ናቸው ይህ ማለት ከፀሐይ ስርዓት መፈጠር ጀምሮ ያሉ ናቸው።

የመጀመሪያዎቹ ኑክሊዶች 32 ኑክሊዶች በጣም ረጅም ግማሽ ዕድሜ ያላቸው (ከ 100 ሚሊዮን ዓመታት በላይ) እና 254 በመደበኛነት እንደ "የተረጋጉ ኑክሊዶች" የሚባሉት በመበስበስ ላይ ስላልታዩ ያካትታሉ። በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች፣ ግልጽ በሆኑ ምክንያቶች፣ አንድ ንጥረ ነገር የተረጋጋ isotopes ካለው እነዚያ አይሶቶፖች በምድር ላይ እና በፀሐይ ስርዓት ውስጥ የሚገኙትን ንጥረ ነገሮች ይቆጣጠራሉ። ነገር ግን፣ በሶስት ንጥረ ነገሮች (ቴሉሪየም፣ ኢንዲየም እና ሬኒየም) ውስጥ፣ በተፈጥሮ ውስጥ በብዛት የሚገኘው ኢሶቶፕ በእውነቱ አንድ (ወይም ሁለት) እጅግ በጣም ረጅም ዕድሜ ያለው ራዲዮሶቶፕ(ዎች) ነው፣ ምንም እንኳን እነዚህ ንጥረ ነገሮች ቢኖራቸውም አንድ ወይም ከዚያ በላይ የተረጋጋ isotopes.

ጽንሰ-ሀሳቡ እንደሚተነብየው ብዙዎቹ "የተረጋጉ" አይሶቶፖች/ኑክሊዶች ራዲዮአክቲቭ ናቸው፣ እጅግ በጣም ረጅም ግማሽ ህይወት ያላቸው (የፕሮቶን መበስበስ እድልን ከግምት ውስጥ ሳያስገባ፣ ይህም ሁሉም ኑክሊዶች በመጨረሻ ያልተረጋጋ ያደርገዋል)። ከ 254 ኑክሊዶች ውስጥ ታይቶ የማያውቅ 90 ቱ ብቻ (ሁሉም የመጀመሪያዎቹ 40 ንጥረ ነገሮች) በንድፈ ሀሳብ ሁሉንም የታወቁ የመበስበስ ቅርጾችን ይቋቋማሉ። ኤለመንት 41 (ኒዮቢየም) በንድፈ ሀሳቡ በራስ ተነሳሽነት ያልተረጋጋ ነው፣ ነገር ግን ይህ በጭራሽ አልተገኘም። ሌሎች ብዙ የተረጋጋ ኑክሊዶች በንድፈ ሀሳብ ውስጥ እንደ አልፋ መበስበስ ወይም ድርብ የቅድመ-ይሁንታ መበስበስ ላሉ ሌሎች የመበስበስ ዓይነቶች በሃይል የተጋለጡ ናቸው ነገር ግን የመበስበስ ምርቶች ገና አልተስተዋሉም ፣ ስለሆነም እነዚህ አይዞቶፖች “በተረጋጋ ሁኔታ” ተደርገው ይወሰዳሉ። የእነዚህ ኑክሊዶች የተተነበየው የግማሽ-ህይወት ህይወት ብዙውን ጊዜ ከተገመተው የአጽናፈ ሰማይ ዕድሜ በጣም ይበልጣል, እና በእውነቱ ደግሞ 27 የታወቁ ራዲዮኑክሊዶች ከጽንፈ ዓለማት እድሜ በላይ ግማሽ-ህይወት ያላቸው የታወቁ ናቸው.

ራዲዮአክቲቭ ኑክሊዶች፣ ሰው ሰራሽ በሆነ መንገድ የተፈጠሩ፣ በአሁኑ ጊዜ 3339 ኑክሊዶች ይታወቃሉ። እነዚህም የተረጋጋ ወይም ከ60 ደቂቃ በላይ የግማሽ ህይወት ያላቸው 905 ኑክሊዶችን ያካትታሉ።

Isotope Properties

ኬሚካላዊ እና ሞለኪውላዊ ባህሪያት

ገለልተኛ አቶም ከፕሮቶኖች ጋር አንድ አይነት ኤሌክትሮኖች አሉት። ስለዚህ, የአንድ የተወሰነ አካል የተለያዩ አይዞቶፖች ተመሳሳይ ኤሌክትሮኖች ቁጥር ያላቸው እና ተመሳሳይ የኤሌክትሮኒክስ መዋቅር አላቸው. የአንድ አቶም ኬሚካላዊ ባህሪ በአብዛኛው የሚወሰነው በኤሌክትሮኒካዊ መዋቅሩ ስለሆነ፣ የተለያዩ አይዞቶፖች ተመሳሳይ ኬሚካላዊ ባህሪን ያሳያሉ።

የዚህ ልዩ ሁኔታ የኪነቲክ ኢሶቶፕ ተፅእኖ ነው፡ በትልቅ ብዛታቸው ምክንያት ከባዱ አይሶቶፖች ከተመሳሳይ ንጥረ ነገር ቀላል ኢሶቶፕ ይልቅ በመጠኑ በዝግታ ምላሽ ይሰጣሉ። ይህ ለፕሮቲየም (1 ኤች) ፣ ለዲዩሪየም (2 ኤች) እና ትሪቲየም (3H) በጣም ይገለጻል ፣ ምክንያቱም ዲዩተሪየም የፕሮቲየም ብዛት ሁለት ጊዜ ስላለው እና ትሪቲየም የፕሮቲየም ብዛት ሦስት እጥፍ ስላለው። እነዚህ የጅምላ ልዩነቶች የአቶሚክ ስርዓቶችን የስበት (የተቀነሰ የጅምላ) ማእከልን በመቀየር በየራሳቸው የኬሚካል ትስስር ባህሪ ላይ ተጽእኖ ያሳድራሉ. ነገር ግን፣ ለከባድ ንጥረ ነገሮች፣ በ isotopes መካከል ያለው አንጻራዊ የጅምላ ልዩነት በጣም ትንሽ ነው፣ ስለዚህም በኬሚስትሪ ውስጥ ያለው የጅምላ ልዩነት ተጽእኖዎች ብዙውን ጊዜ እዚህ ግባ የማይባሉ ናቸው። (ከባድ ንጥረ ነገሮች ከቀላል ንጥረ ነገሮች ይልቅ በአንፃራዊነት የበለጡ ኒውትሮኖች አሏቸው፣ስለዚህ የኑክሌር ብዛት እና አጠቃላይ የኤሌክትሮን ብዛት ጥምርታ በመጠኑም ቢሆን ትልቅ ነው።)

በተመሳሳይ፣ በአቶሞቻቸው አይዞቶፖች ውስጥ ብቻ የሚለያዩት ሁለት ሞለኪውሎች አንድ አይነት የኤሌክትሮኒክስ መዋቅር ስላላቸው አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት ሊለያዩ አይችሉም (እንደገና ዲዩሪየም እና ትሪቲየም ዋና ዋና ሁኔታዎች ናቸው)። የአንድ ሞለኪውል የንዝረት ሁነታዎች በቅርጹ እና በስብስብ አተሞች ብዛት ይወሰናሉ; ስለዚህ, የተለያዩ isotopologues የተለያዩ የንዝረት ሁነታዎች ስብስቦች አሏቸው. የንዝረት ሁነታዎች አንድ ሞለኪውል ተገቢውን ሃይል ያላቸውን ፎቶኖች እንዲወስድ ስለሚያስችላቸው፣ አይሶቶፖሎጎች በኢንፍራሬድ ውስጥ የተለያዩ የእይታ ባህሪያት አሏቸው።

የኑክሌር ንብረቶች እና መረጋጋት

አቶሚክ ኒዩክሊየሎች ከፕሮቶኖች እና ከኒውትሮኖች የተውጣጡ በአንድ ላይ በተቀረው ጠንካራ ኃይል የተሳሰሩ ናቸው። ፕሮቶኖች በአዎንታዊ መልኩ ስለሚሞሉ እርስ በእርሳቸው ይቃወማሉ. በኤሌክትሪክ ገለልተኛ የሆኑት ኒውትሮኖች ኒውክሊየስን በሁለት መንገድ ያረጋጋሉ. የእነሱ ግንኙነት ፕሮቶኖችን ትንሽ ወደ ኋላ በመግፋት በፕሮቶኖች መካከል ያለውን የኤሌክትሮስታቲክ መገለል በመቀነስ አንዳቸው በሌላው ላይ እና በፕሮቶኖች ላይ ማራኪ የሆነ የኑክሌር ኃይል ይፈጥራሉ። በዚህ ምክንያት ከኒውክሊየስ ጋር ለማያያዝ ሁለት ወይም ከዚያ በላይ ፕሮቶኖች አንድ ወይም ከዚያ በላይ ኒውትሮኖች ያስፈልጋሉ። የፕሮቶኖች ብዛት እየጨመረ በሄደ ቁጥር የተረጋጋ ኒውክሊየስን ለማቅረብ የኒውትሮን እና የፕሮቶን ጥምርታ ይጨምራል (በስተቀኝ ያለውን ግራፍ ይመልከቱ)። ለምሳሌ ሬሾ ኒውትሮን፡ ፕሮቶን 3 2 እሱ 1፡2 ነው፣ ሬሾ ኒውትሮን፡ ፕሮቶን 238 92 ዩ
ከ3፡2 በላይ። በርከት ያሉ ቀለል ያሉ ንጥረ ነገሮች በ 1: 1 (Z = N) ሬሾ ጋር የተረጋጋ ኑክሊዶች አሏቸው። ኑክሊድ 40 20 ካ (ካልሲየም-40) ተመሳሳይ የኒውትሮኖች እና ፕሮቶኖች ብዛት ያለው በጣም ከባድ የተረጋጋ ኑክሊድ ነው። (በንድፈ ሀሳብ, በጣም ከባድ የሆነው መረጋጋት ሰልፈር -32 ነው). ከካልሲየም -40 የሚከብዱ ሁሉም የተረጋጋ ኑክሊዶች ከፕሮቶን የበለጠ ኒውትሮን ይይዛሉ።

የ isotopes ብዛት በአንድ አካል

የተረጋጋ isotopes ካላቸው 81 ንጥረ ነገሮች ውስጥ፣ ለማንኛውም ኤለመንት የሚታይ ትልቁ የረጋ አይዞቶፖች ቁጥር አስር (ለኤለመንት ቆርቆሮ) ነው። ምንም ንጥረ ነገር ዘጠኝ የተረጋጋ አይዞቶፖች የሉትም። ዜኖን ስምንት የተረጋጋ isotopes ያለው ብቸኛው አካል ነው። አራት ንጥረ ነገሮች ሰባት የተረጋጉ አይሶቶፖች አሏቸው ከነዚህም ውስጥ ስምንቱ ስድስት የተረጋጋ አይሶቶፖች አሏቸው ፣አሥሩ የተረጋጋ አይሶቶፖች ፣ ዘጠኙ አራት ቋሚ አይሶቶፖች ፣ አምስቱ የተረጋጋ አይሶቶፕ አላቸው ፣ 16 የተረጋጋ isotopes አላቸው ፣ 16 ሁለት የተረጋጋ isotopes አላቸው ፣ እና 26 ንጥረ ነገሮች አንድ ብቻ አላቸው (ከዚህ ውስጥ 19 ቱ ሞኖኑክሊድ የሚባሉት ንጥረ ነገሮች፣ አንድ ነጠላ የመጀመሪያ ደረጃ የተረጋጋ isotope ያለው እና የተፈጥሮ ንጥረ ነገር አቶሚክ ክብደትን በከፍተኛ ትክክለኛነት የሚቆጣጠር ፣ 3 ራዲዮአክቲቭ ሞኖኑክሊድ ንጥረ ነገሮችም አሉ። በጠቅላላው, መበስበስ ያልታዩ 254 ኑክሊዶች አሉ. አንድ ወይም ከዚያ በላይ የተረጋጋ isotopes ላላቸው 80 ኤለመንቶች አማካይ የተረጋጋ አይሶቶፖች ቁጥር 254/80 = 3.2 isotopes በአንድ ኤለመንት ነው።

ኑክሊዮኖች እንኳን እና ያልተለመዱ ቁጥሮች

ፕሮቶኖች፡ የኒውትሮን ጥምርታ የኑክሌር መረጋጋትን የሚጎዳ ብቸኛው ምክንያት አይደለም። እሱ በአቶሚክ ቁጥሩ Z ፣ በኒውትሮን N ብዛት ፣ስለዚህ የጅምላ ቁጥራቸው ሀ.ኦድ ሁለቱም Z እና N የኑክሌር ማሰሪያ ሃይልን ዝቅ ለማድረግ ይቀናቸዋል ፣ይህም በአጠቃላይ ብዙም ያልተረጋጉ ኒዩክሊየሎችን ይፈጥራል። . በአጎራባች ኒዩክሊየሮች መካከል ያለው ከፍተኛ የኑክሌር ትስስር ሃይል ልዩነት በተለይም ያልተለመዱ አይሶባር ጠቃሚ ውጤቶች አሉት፡ ያልተረጋጉ አይዞቶፖች ከንዑስ የተሻሉ የኒውትሮን ቁጥሮች ወይም ፕሮቶን በቤታ መበስበስ (የፖዚትሮን መበስበስን ጨምሮ)፣ ኤሌክትሮን ቀረጻ ወይም ሌሎች እንደ ድንገተኛ ስንጥቅ ያሉ መበስበስ. ስብስቦች.

በጣም የተረጋጉ ኑክሊዶች እኩል የፕሮቶኖች ብዛት እና እኩል የሆነ የኒውትሮን ብዛት ሲሆኑ ዜድ፣ኤን እና ሀ ሁሉም እኩል ናቸው። ጎዶሎ የተረጋጋ ኑክሊዶች (በግምት እኩል) ወደ ጎዶሎ ተከፍለዋል።

የአቶሚክ ቁጥር

148 እኩል ፕሮቶን፣ ኒውትሮን (EE) ኑክሊዶች ከሁሉም የተረጋጋ ኑክሊዶች ~58% ናቸው። እንዲሁም 22 የመጀመሪያ ደረጃ ረጅም ዕድሜ ያላቸው ኑክሊዶችም አሉ። በውጤቱም ከ 2 እስከ 82 ያሉት እያንዳንዳቸው 41 ኤለመንቶች ቢያንስ አንድ የተረጋጋ isotopes አላቸው ፣ እና አብዛኛዎቹ እነዚህ ንጥረ ነገሮች በርካታ የመጀመሪያ ደረጃ isotopes አላቸው። ከእነዚህ ንጥረ ነገሮች ውስጥ ግማሹ ስድስት ወይም ከዚያ በላይ የተረጋጋ isotopes አላቸው። የሄሊየም-4 ከፍተኛ መረጋጋት፣ በሁለቱ ፕሮቶን እና ሁለት ኒውትሮን ሁለትዮሽ ትስስር ምክንያት አምስት ወይም ስምንት ኑክሊዮኖችን የያዙ ማንኛቸውም ኑክሊዶች በኑክሌር ውህደት አማካኝነት ከባድ ንጥረ ነገሮችን ለማከማቸት የሚያስችል ረጅም ጊዜ እንዳይኖራቸው ይከላከላል።

እነዚህ 53 የተረጋጋ ኑክሊዶች እኩል ቁጥር ያላቸው ፕሮቶን እና ያልተለመደ የኒውትሮን ብዛት አላቸው። በ 3 እጥፍ ገደማ ከሚሆኑት ኢሶቶፖች ጋር ሲነፃፀሩ አናሳ ናቸው. የተረጋጋ ኑክሊድ ካላቸው 41 even-Z ንጥረ ነገሮች መካከል ሁለቱ ንጥረ ነገሮች (አርጎን እና ሴሪየም) ብቻ ያልተለመዱ የተረጋጋ ኑክሊዶች የላቸውም። አንድ ንጥረ ነገር (ቲን) ሶስት አለው. አንድ ጎዶሎ-እንኳን ኑክሊድ ያላቸው 24 ንጥረ ነገሮች እና 13 ሁለት ጎዶሎ-እንኳን ኑክሊድ ያላቸው።

ባልተለመደ የኒውትሮን ቁጥራቸው ምክንያት፣ እንግዳ የሆኑ ኑክሊዶች ከኒውትሮን መጋጠሚያ ውጤቶች በሚመጣው ጉልበት የተነሳ ትልቅ የኒውትሮን መስቀል ክፍሎች እንዲኖራቸው ያደርጋሉ። እነዚህ የተረጋጉ ኑክሊዶች በተፈጥሮ ውስጥ ባልተለመደ ሁኔታ የበዙ ሊሆኑ ይችላሉ፣በዋነኛነትም ምክኒያቱም ወደ ፕሪሞርዲያል ብዛት ለመግባት እና ሌሎች የተረጋጋ ኢሶቶፖችን ለመፍጠር በኒውትሮን ከመያዝ ማምለጥ አለባቸው። በኑክሊዮሲንተሲስ ጊዜ የኒውትሮን የመያዝ ሂደት።

ያልተለመደ የአቶሚክ ቁጥር

በተጣመሩ ኒውትሮኖች ብዛት የተረጋጉት 48 ቱ የተረጋጋ ጎዶ-ፕሮቶን እና ኒውትሮን ኑክሊዶች፣ አብዛኞቹን ያልተለመዱ ንጥረ ነገሮች የተረጋጋ isotopes ይመሰርታሉ። በጣም ጥቂት ጎዶሎ-ፕሮቶን-ያልሆኑ የኒውትሮን ኑክሊዶች ሌሎችን ያካተቱ ናቸው። ከ Z = 1 እስከ 81 ያሉት 41 ያልተለመዱ ንጥረ ነገሮች አሉ ፣ ከእነዚህ ውስጥ 39 ቱ የተረጋጋ isotopes አላቸው (ኤለመንቶች ቴክኒቲየም (43 Tc) እና ፕሮሜቲየም (61 ፒኤም) የተረጋጋ አይዞቶፖች የላቸውም)። ከእነዚህ 39 ጎዶሎ ዜድ ንጥረ ነገሮች ውስጥ 30 ንጥረ ነገሮች (ሃይድሮጅን-1ን ጨምሮ፣ 0 ኒውትሮን እኩል የሆነበት) አንድ የተረጋጋ ኢሶቶፕ እና ዘጠኝ ንጥረ ነገሮች ክሎሪን (17 Cl)፣ ፖታሲየም (19 ኪ)፣ መዳብ (29 ኪዩ) አላቸው። ጋሊየም (31 ጋ)፣ ብሮሚን (35 ብር)፣ ብር (47 አግ)፣ አንቲሞኒ (51 ሳቢ)፣ ኢሪዲየም (77 ኢር) እና ታሊየም (81 ቲኤል) እያንዳንዳቸው ሁለት ያልተለመዱ-እንዲያውም የተረጋጋ isotopes አላቸው። ስለዚህ, 30 + 2 (9) = 48 የተረጋጋ እኩል-እንኳን isotopes ይገኛሉ.

አምስት የተረጋጋ ኑክሊዶች ብቻ ሁለቱንም ያልተለመዱ የፕሮቶን ብዛት እና ያልተለመደ የኒውትሮን ብዛት ይይዛሉ። የመጀመሪያዎቹ አራት "ያልተለመደ" ኑክሊዶች የሚከሰቱት በዝቅተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት ኑክሊዶች ውስጥ ነው፣ ለዚህም ከፕሮቶን ወደ ኒውትሮን ወይም በተቃራኒው መቀየር በጣም የተዘበራረቀ የፕሮቲን-ኒውትሮን ሬሾን ያስከትላል።

ብቸኛው ሙሉ በሙሉ “የተረጋጋ”፣ ጎዶሎ-ጎዶሎ ኑክሊድ 180ሜ 73 ታ ነው፣ይህም ከ254 የተረጋጋ አይዞቶፖች ውስጥ በጣም ያልተለመደ ተደርጎ የሚወሰደው እና የሙከራ ሙከራዎች ቢደረጉም እስካሁን ሲበሰብስ ያልታየ ብቸኛው የመጀመሪያ ደረጃ የኒውክሌር ኢሶመር ነው።

ያልተለመደ የኒውትሮኖች ብዛት

ያልተለመደ የኒውትሮን ቁጥር ያላቸው Actinides የመሰባበር አዝማሚያ አላቸው (በሙቀት ኒውትሮን)፣ የኒውትሮን ቁጥር ያላቸው ግን ፈጣን ኒውትሮን ውስጥ ቢገቡም አይፈልጉም። ሁሉም በእይታ የተረጋጉ ጎዶ-ጎዶሎ ኑክሊዶች ዜሮ ያልሆነ የኢንቲጀር ሽክርክሪት አላቸው። ምክንያቱም አንድ ያልተጣመረ ኒውትሮን እና አንድ ያልተጣመረ ፕሮቶን ሽክርክሪታቸው ከተጣመረ (ቢያንስ 1 ዩኒት አጠቃላይ ሽክርክሪት በማምረት) እርስ በእርሳቸው የበለጠ የኑክሌር ኃይል መስህብ ስላላቸው ነው።

በተፈጥሮ ውስጥ መከሰት

ንጥረ ነገሮች አንድ ወይም ከዚያ በላይ በተፈጥሮ ከሚገኙ አይሶቶፖች የተሠሩ ናቸው። ያልተረጋጋ (ራዲዮአክቲቭ) አይሶቶፖች የመጀመሪያ ደረጃ ወይም ድህረ ምሳሌ ናቸው። የመጀመሪያዎቹ አይዞቶፖች የከዋክብት ኑክሊዮሲንተሲስ ወይም ሌላ የኑክሊዮሲንተሲስ አይነት እንደ ኮስሚክ ሬይ ስንጥቅ ያሉ ሲሆን እስከ አሁን ድረስ የቆዩት የመበስበስ ፍጥነታቸው በጣም አዝጋሚ ስለሆነ ነው (ለምሳሌ ዩራኒየም-238 እና ፖታሲየም-40)። ድህረ-ተፈጥሮአዊ አይሶቶፖች በኮስሚክ ሬይ ቦምብ ጥቃት እንደ ኮስሞጀኒክ ኑክሊድስ (ለምሳሌ ትሪቲየም፣ ካርቦን-14) ወይም የራዲዮአክቲቭ ፕሪሞርዲያል ኢሶቶፕ መበስበስ ወደ ራዲዮአክቲቭ ራዲዮጂኒክ ኑክሊድ ሴት ልጅ (ለምሳሌ ከዩራኒየም እስከ ራዲየም) ተፈጥረዋል። በርካታ አይሶቶፖች በተፈጥሮ እንደ ኑክሊዮጅኒክ ኑክሊድ የተቀናጁ ናቸው በሌሎች የተፈጥሮ የኒውክሌር ምላሾች፣ ለምሳሌ ከተፈጥሮ የኒውክሌር ፊስሽን የሚመጡ ኒውትሮኖች በሌላ አቶም ሲዋሃዱ።

ከላይ እንደተብራራው፣ 80 ንጥረ ነገሮች ብቻ የተረጋጋ isotopes አላቸው፣ እና 26ቱ አንድ የተረጋጋ isotopes ብቻ አላቸው። ስለዚህ፣ ከተረጋጉ ንጥረ ነገሮች ውስጥ 2/3 ያህሉ በተፈጥሮ በምድር ላይ የሚከሰቱት በጥቂት በተረጋጉ አይዞቶፖች ውስጥ ሲሆን ለአንድ ንጥረ ነገር ከፍተኛው የተረጋጋ አይሶቶፖች ብዛት አስር፣ ለቲን (50Sn) ነው። በምድር ላይ ወደ 94 የሚጠጉ ንጥረ ነገሮች አሉ (እስከ ፕሉቶኒየም ድረስ እና ጨምሮ) ምንም እንኳን አንዳንዶቹ እንደ ፕሉቶኒየም-244 ባሉ በጣም አነስተኛ መጠን ብቻ ይገኛሉ። ሳይንቲስቶች በምድር ላይ በተፈጥሮ የሚከሰቱ ንጥረ ነገሮች (አንዳንዶቹ እንደ ራዲዮሶቶፕስ ብቻ) በድምሩ 339 አይሶቶፖች (ኑክሊድስ) ይከሰታሉ ብለው ያምናሉ። ከእነዚህ ውስጥ 254 የሚሆኑት በተፈጥሮ የተገኙ አይሶቶፖች ብቻ የተረጋጋ ናቸው እስከዛሬ ድረስ አልተስተዋሉም. ተጨማሪ 35 ፕሪሞርዲያል ኑክሊዶች (በአጠቃላይ 289 ፕሪሞርዲያል ኑክሊዶች) ራዲዮአክቲቭ ከፊል ህይወት ያላቸው ናቸው ነገር ግን ከ 80 ሚሊዮን አመታት በላይ ግማሽ ህይወት አላቸው, ይህም ከፀሃይ ስርአት መጀመሪያ ጀምሮ እንዲኖሩ ያስችላቸዋል.

ሁሉም የሚታወቁ የተረጋጋ isotopes በተፈጥሮ በምድር ላይ ይከሰታሉ; ሌሎች የተፈጥሮ አይሶቶፖች ራዲዮአክቲቭ ናቸው ነገር ግን በአንጻራዊነት ረጅም ግማሽ ህይወት ስላላቸው ወይም ሌሎች ቀጣይነት ያላቸው የተፈጥሮ አመራረት ዘዴዎች ናቸው። እነዚህም ከላይ የተጠቀሱትን ኮስሞጀኒክ ኑክሊዶች፣ ኑክሊዮጅኒክ ኑክሊዶች፣ እና እንደ ራዶን እና ራዲየም ከዩራኒየም የመሰሉ ዋና ራዲዮአክቲቭ አይዞቶፕ ቀጣይ መበስበስ ምክንያት የሚመጣ ማንኛውም ራዲዮጅኒክ ኢሶቶፕ ያካትታሉ።

በተፈጥሮ ውስጥ ያልተገኙ ሌላ ~3000 ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፖች በኒውክሌር ኃይል ማመንጫዎች እና ቅንጣት አፋጣኞች ውስጥ ተፈጥረዋል። በምድር ላይ በተፈጥሮ ያልተገኙ ብዙ የአጭር ጊዜ አይሶቶፖች በተፈጥሮ በከዋክብት ወይም ሱፐርኖቫዎች ውስጥ በተፈጠሩ ስፔክትሮስኮፒክ ትንታኔዎች ተስተውለዋል። ለምሳሌ አልሙኒየም-26 ነው, እሱም በተፈጥሮ በምድር ላይ የማይከሰት, ነገር ግን በሥነ ፈለክ ሚዛን ውስጥ በብዛት ይገኛል.

በሰንጠረዡ የተቀመጠው የንጥረ ነገሮች የአቶሚክ ስብስቦች ብዙ አይዞቶፖች ከተለያዩ ብዛት ጋር መኖራቸውን የሚያብራሩ አማካኞች ናቸው። ኢሶቶፖች ከመገኘታቸው በፊት፣ በአቶሚክ ብዛት ግራ የተጋቡ ሳይንቲስቶች በውህደት ያልተዋሃዱ እሴቶች። ለምሳሌ፣ የክሎሪን ናሙና 75.8% ክሎሪን-35 እና 24.2% ክሎሪን-37 ይይዛል፣ ይህም በአማካይ 35.5 አቶሚክ የጅምላ አሃዶችን ይሰጣል።

በአጠቃላይ ተቀባይነት ባለው የኮስሞሎጂ ፅንሰ-ሀሳብ መሠረት የሃይድሮጅን እና የሂሊየም አይዞቶፖች ፣ የሊቲየም እና የቤሪሊየም አይዞቶፖች ፣ እና ምናልባትም አንዳንድ ቦሮን ብቻ የተፈጠሩት በትልቁ ባንግ ውስጥ ሲሆን ሁሉም ሌሎች isotopes በኋላ ተዋህደዋል ፣ በከዋክብት እና ሱፐርኖቫ , እንዲሁም እንደ ኮስሚክ ጨረሮች እና ቀደም ሲል በተገኙ ኢሶቶፖች መካከል ባሉ የኃይል ቅንጣቶች መካከል ባሉ ግንኙነቶች መካከል. በምድር ላይ ያለው ተመጣጣኝ isotopic ብዛት በነዚህ ሂደቶች በተመረተው መጠን፣ በጋላክሲው መስፋፋታቸው እና የኢሶቶፕስ የመበስበስ መጠን ያልተረጋጋ ነው። የስርዓተ-ፀሀይ ስርዓት ከመጀመሪያው ውህደት በኋላ አይዞቶፖች በጅምላ ተከፋፍለዋል ፣ እና የንጥረ ነገሮች isotopic ጥንቅር ከፕላኔቷ ወደ ፕላኔት ትንሽ ይለያያል። ይህ አንዳንድ ጊዜ የሜትሮይትስ አመጣጥን ለመፈለግ ያስችላል።

የአቶሚክ ብዛት isotopes

የኢሶቶፕ የአቶሚክ ክብደት (ኤምአር) የሚወሰነው በዋነኛነት በጅምላ ቁጥሩ (ማለትም በኒውክሊየስ ውስጥ ያሉ ኒውክሊዮኖች ብዛት) ነው። ትናንሽ እርማቶች በኒውክሊየስ አስገዳጅ ኃይል, በፕሮቶን እና በኒውትሮን መካከል ያለው ትንሽ ልዩነት እና ከአቶም ጋር በተያያዙ ኤሌክትሮኖች ብዛት ምክንያት ነው.

የጅምላ ቁጥር ልኬት የሌለው መጠን ነው። በአንጻሩ የአቶሚክ ክብደት የሚለካው በካርቦን-12 አቶም ብዛት ላይ በመመስረት የአቶሚክ ክብደት አሃድ ነው። እሱም በ"u" (ለተዋሃደው የአቶሚክ ስብስብ ክፍል) ወይም "ዳ" (ለዳልተን) ምልክቶች ይገለጻል።

የአንድ ንጥረ ነገር ተፈጥሯዊ አይዞቶፖች የአቶሚክ ስብስቦች የኤለመንቱን አቶሚክ ክብደት ይወስናሉ። አንድ ኤለመንት N isotopes ሲይዝ፣ ከዚህ በታች ያለው አገላለጽ ለአማካይ አቶሚክ ክብደት ይሠራል፡-

m 1፣ m 2፣ …፣ mN የእያንዳንዱ ግለሰብ ኢሶቶፕ አቶሚክ ብዛት ሲሆኑ x 1፣ …፣ xN የእነዚህ አይዞቶፖች አንጻራዊ ብዛት ነው።

የ isotopes ትግበራ

የአንድ የተወሰነ አካል የተለያዩ isotopes ባህሪያትን የሚበዘብዙ ብዙ መተግበሪያዎች አሉ። የኢሶቶፕ መለያየት አስፈላጊ የቴክኖሎጂ ጉዳይ ነው፣ በተለይም እንደ ዩራኒየም ወይም ፕሉቶኒየም ካሉ ከባድ ንጥረ ነገሮች ጋር። እንደ ሊቲየም፣ ካርቦን፣ ናይትሮጅን እና ኦክሲጅን ያሉ ቀላል ንጥረ ነገሮች እንደ CO እና NO ባሉ ውህዶቻቸው በጋዝ ስርጭት ይለያያሉ። የሃይድሮጅን እና ዲዩቴሪየም መለያየት ያልተለመደ ነው, ምክንያቱም በኬሚካላዊ ሳይሆን በኬሚካላዊ ባህሪያት ላይ የተመሰረተ ነው, ለምሳሌ በጊርድለር ሰልፋይድ ሂደት ውስጥ. የዩራኒየም አይዞቶፖች በጋዝ ስርጭት፣ በጋዝ ሴንትሪፍግሽን፣ በሌዘር ionization መለያየት እና (በማንሃተን ፕሮጀክት ውስጥ) በጅምላ ስፔክትሮሜትሪ ምርት በድምጽ ተለያይተዋል።

ኬሚካዊ እና ባዮሎጂያዊ ባህሪያትን መጠቀም

• Isotope ትንተና isotopic ፊርማ መወሰን ነው, በአንድ የተወሰነ ናሙና ውስጥ የተሰጠ ንጥረ isotopes መካከል አንጻራዊ በብዛት. በተለይ ለአልሚ ምግቦች፣ በ C፣ N እና O isotopes ውስጥ ጉልህ ልዩነቶች ሊከሰቱ ይችላሉ።የእንደዚህ አይነት ልዩነቶች ትንተና እንደ ምግቦች ውስጥ ብልሹነትን መለየት ወይም የኢሶስካፕስን በመጠቀም የምግቦችን ጂኦግራፊያዊ አመጣጥ የመሳሰሉ ሰፊ አፕሊኬሽኖች አሉት። በማርስ ላይ የሚመነጩት የአንዳንድ ሜትሮይትስ መለያዎች በከፊል በያዙት ጋዞች አይሶቶፒክ ፊርማ ላይ የተመሰረተ ነው።
• የኢሶቶፒክ ምትክ የኬሚካላዊ ምላሽ ዘዴን በኪነቲክ ኢሶቶፕ ተጽእኖ ለመወሰን ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል.
• ሌላው የተለመደ መተግበሪያ isotopic labeling ነው, ያልተለመደ isotopes እንደ መከታተያ ወይም ኬሚካላዊ ምላሽ ውስጥ ማርከር መጠቀም. ብዙውን ጊዜ የአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር አቶሞች አንዳቸው ከሌላው ሊለያዩ አይችሉም። ይሁን እንጂ የተለያዩ የጅምላ አይሶቶፖችን በመጠቀም፣ የተለያዩ ራዲዮአክቲቭ ያልሆኑ የተረጋጋ አይሶቶፖችን እንኳን mass spectrometry ወይም infrared spectroscopy በመጠቀም መለየት ይቻላል። ለምሳሌ፣ በ "Stable Isotope Labeling of Amino Acids in Cell Culture" (SILAC) ውስጥ የተረጋጋ isotopes ፕሮቲኖችን ለመለካት ጥቅም ላይ ይውላል። ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፖች ጥቅም ላይ ከዋሉ በሚለቁት ጨረሮች ሊታወቁ ይችላሉ (ይህ ራዲዮሶቶፕ ማርክ ይባላል)።
• Isotopes በተለምዶ isotopic dilution ዘዴ በመጠቀም የተለያዩ ንጥረ ነገሮች ወይም ንጥረ ነገሮች በማጎሪያ ለመወሰን ጥቅም ላይ ናቸው, ይህም ውስጥ የሚታወቁ መጠን isotopically የሚተኩ ውህዶች ናሙናዎች ጋር ተቀላቅለዋል እና የውጤት ውህዶች isotopic ባህርያት mass spectrometry በመጠቀም ይወሰናል.

የኑክሌር ንብረቶችን መጠቀም

• ከሬዲዮሶቶፕ መለያ ጋር የሚመሳሰል ዘዴ ራዲዮሜትሪክ መጠናናት ነው፡- የታወቀውን ያልተረጋጋ ንጥረ ነገር የግማሽ ህይወት በመጠቀም አንድ የታወቀ የኢሶቶፕ ትኩረት ከመኖሩ በኋላ ያለፈውን ጊዜ ማስላት ይችላል። በሰፊው የሚታወቀው ምሳሌ ራዲዮካርበን መጠናናት ነው, እሱም የካርቦን ቁሳቁሶችን ዕድሜ ለመወሰን ጥቅም ላይ ይውላል.
• አንዳንድ የስፔክትሮስኮፒ ዓይነቶች በተወሰኑ ኢሶቶፖች ልዩ የኒውክሌር ባህሪያት ላይ የተመሰረቱ ናቸው፣ ሁለቱም ራዲዮአክቲቭ እና የተረጋጋ። ለምሳሌ የኒውክሌር ማግኔቲክ ሬዞናንስ (NMR) ስፔክትሮስኮፒ ጥቅም ላይ የሚውለው ዜሮ ላልሆነ የኑክሌር ሽክርክሪት ላለባቸው አይዞቶፖች ብቻ ነው። በ NMR spectroscopy ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉት በጣም የተለመዱ አይሶቶፖች 1 ኤች ፣ 2 ዲ ፣ 15 ኤን ፣ 13 ሲ እና 31 ፒ ናቸው።
• Mossbauer spectroscopy እንዲሁ እንደ 57 ፌ ባሉ የተወሰኑ isotopes የኑክሌር ሽግግር ላይ የተመሰረተ ነው።

ምናልባት፣ ስለ ኢሶቶፕስ የማይሰማ እንደዚህ ያለ ሰው በምድር ላይ የለም። ግን ምን እንደሆነ ሁሉም ሰው አያውቅም. "ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፕስ" የሚለው ሐረግ በተለይ አስፈሪ ይመስላል። እነዚህ ግልጽ ያልሆኑ የኬሚካል ንጥረነገሮች የሰውን ልጅ ያሸብራሉ፣ ግን በእውነቱ እነሱ በመጀመሪያ እይታ እንደሚመስለው አስፈሪ አይደሉም።

ፍቺ

የራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮችን ፅንሰ-ሀሳብ ለመረዳት በመጀመሪያ ኢሶቶፖች የአንድ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገር ናሙናዎች ናቸው ፣ ግን የተለያዩ ስብስቦች ናቸው ማለት ያስፈልጋል ። ምን ማለት ነው? በመጀመሪያ የአተሙን አወቃቀር ካስታወስን ጥያቄዎች ይጠፋሉ. ኤሌክትሮኖች, ፕሮቶን እና ኒውትሮን ያካትታል. በአቶም አስኳል ውስጥ ያሉት የመጀመሪያዎቹ ሁለት አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች ሁልጊዜ ቋሚ ሲሆኑ የራሳቸው ክብደት ያላቸው ኒውትሮኖች ግን በተመሳሳይ ንጥረ ነገር በተለያየ መጠን ሊከሰቱ ይችላሉ። ይህ ሁኔታ የተለያዩ አካላዊ ባህሪያት ያላቸው የተለያዩ የኬሚካል ንጥረ ነገሮችን ያመጣል.

አሁን በጥናት ላይ ላለው ጽንሰ-ሐሳብ ሳይንሳዊ ፍቺ መስጠት እንችላለን. ስለዚህ አይሶቶፖች በንብረቶቹ ውስጥ ተመሳሳይ የሆነ የኬሚካል ንጥረነገሮች ስብስብ ናቸው ነገር ግን የተለያየ ክብደት እና አካላዊ ባህሪያት አላቸው. እንደ ዘመናዊ የቃላት አነጋገር፣ የኬሚካል ንጥረ ነገር ኑክሊዮታይድ ጋላክሲ ይባላሉ።

ትንሽ ታሪክ

ባለፈው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ሳይንቲስቶች በተለያዩ ሁኔታዎች ውስጥ አንድ አይነት የኬሚካል ውህድ የተለያዩ የኤሌክትሮን ኒዩክሊየሮች ሊኖሩት እንደሚችል ደርሰውበታል። ከጽንሰ-ሃሳባዊ እይታ አንጻር እንደነዚህ ያሉ ንጥረ ነገሮች እንደ አዲስ ሊቆጠሩ ይችላሉ እና በዲ ሜንዴሌቭ ወቅታዊ ሰንጠረዥ ውስጥ ባዶ ሴሎችን መሙላት ሊጀምሩ ይችላሉ. ነገር ግን በውስጡ ዘጠኝ ነፃ ሴሎች ብቻ ናቸው, እና ሳይንቲስቶች በደርዘን የሚቆጠሩ አዳዲስ ንጥረ ነገሮችን አግኝተዋል. በተጨማሪም የሂሳብ ስሌቶች እንደሚያሳዩት የተገኙት ውህዶች ቀደም ሲል የማይታወቁ እንደሆኑ ሊቆጠሩ አይችሉም, ምክንያቱም የኬሚካላዊ ባህሪያቸው ከነባር ባህሪያት ጋር ሙሉ በሙሉ ስለሚዛመድ ነው.

ከረዥም ጊዜ ውይይት በኋላ እነዚህን ንጥረ ነገሮች ኢሶቶፕስ ተብለው እንዲጠሩ እና ኒውክሊዮቻቸው ተመሳሳይ ኤሌክትሮኖች ከያዙት ጋር በአንድ ሕዋስ ውስጥ እንዲቀመጡ ተወስኗል። ሳይንቲስቶች አይዞቶፖች የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ጥቂቶቹ ልዩነቶች መሆናቸውን ለማወቅ ችለዋል። ይሁን እንጂ የእነሱ ክስተት መንስኤዎች እና የህይወት ቆይታ ለአንድ ምዕተ-አመት ያህል ጥናት ተካሂደዋል. በ 21 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ እንኳን, የሰው ልጅ ስለ አይዞቶፖች ሁሉንም ነገር በትክክል ያውቃል ብሎ መናገር አይቻልም.

የማያቋርጥ እና የማያቋርጥ ልዩነቶች

እያንዳንዱ የኬሚካል ንጥረ ነገር በርካታ isotopes አሉት። በኒውክሊዮቻቸው ውስጥ ነፃ ኒውትሮን በመኖሩ ምክንያት ሁልጊዜ ከተቀረው አቶም ጋር ወደ የተረጋጋ ትስስር አይገቡም። ከተወሰነ ጊዜ በኋላ, ነፃ ቅንጣቶች ዋናውን ይተዋል, ይህም የጅምላ እና አካላዊ ባህሪያቱን ይለውጣል. ሌሎች አይሶቶፖች የሚፈጠሩት በዚህ መንገድ ሲሆን ይህም ከጊዜ በኋላ እኩል ቁጥር ያላቸው ፕሮቶኖች፣ ኒውትሮኖች እና ኤሌክትሮኖች ያሉት ንጥረ ነገር እንዲፈጠር ያደርጋል።

ቶሎ ቶሎ የሚበላሹ ንጥረ ነገሮች ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፕስ ይባላሉ። ከፍተኛ ቁጥር ያላቸውን ኒውትሮን ወደ ህዋ ይለቃሉ፣ ኃይለኛ ionizing ጋማ ጨረሮችን በመፍጠር፣ በጠንካራ የመግባት ችሎታው የሚታወቅ፣ ይህም ህይወት ያላቸው ፍጥረታትን ላይ አሉታዊ ተጽዕኖ ያሳድራል።

የሚለቀቁት የነጻ ኒውትሮን ብዛት ጨረሮችን ለማምረት እና ሌሎች አተሞችን በእጅጉ የሚጎዳ በመሆኑ የበለጠ የተረጋጋ አይሶቶፖች ራዲዮአክቲቭ አይደሉም።

ከረጅም ጊዜ በፊት ሳይንቲስቶች አንድ አስፈላጊ ንድፍ አቋቁመዋል-እያንዳንዱ የኬሚካል ንጥረ ነገር የራሱ የሆነ isotopes ፣ የማያቋርጥ ወይም ራዲዮአክቲቭ አለው። የሚገርመው ነገር ብዙዎቹ በቤተ ሙከራ ውስጥ የተገኙ ናቸው, እና በተፈጥሮ መልክ መገኘታቸው ትንሽ እና ሁልጊዜም በመሳሪያዎች አይመዘገቡም.

በተፈጥሮ ውስጥ ስርጭት

በተፈጥሮ ሁኔታዎች ውስጥ ፣ ብዙውን ጊዜ የኢሶቶፕ ብዛታቸው በቀጥታ የሚወሰነው በዲ ሜንዴሌቭ ሠንጠረዥ ውስጥ ባለው መደበኛ ቁጥር ነው። ለምሳሌ, ሃይድሮጂን, በምልክት H, መለያ ቁጥር 1 አለው, እና መጠኑ ከአንድ ጋር እኩል ነው. የእሱ አይሶቶፖች፣ 2H እና 3H፣ በተፈጥሮ ውስጥ እጅግ በጣም ጥቂት ናቸው።

የሰው አካል እንኳን የተወሰነ መጠን ያለው ራዲዮአክቲቭ isotopes አለው. በምግብ ውስጥ ወደ ውስጥ የሚገቡት በካርቦን ኢሶቶፕስ መልክ ነው ፣ እሱም በተራው ፣ በእፅዋት ከአፈር ወይም ከአየር ተወስዶ በፎቶሲንተሲስ ጊዜ ወደ ኦርጋኒክ ቁስ አካል ውስጥ ይገባል ። ስለዚህ, ሁለቱም ሰዎች, እንስሳት እና ተክሎች የተወሰነ የጨረር ዳራ ይለቃሉ. ብቻ በጣም ዝቅተኛ ስለሆነ በተለመደው አሠራር እና እድገት ላይ ጣልቃ አይገባም.

ለአይሶቶፕስ አፈጣጠር አስተዋጽኦ የሚያደርጉ ምንጮች የምድር ውስጠኛ ክፍል እና ከጠፈር የሚመጡ ጨረሮች ናቸው።

እንደምታውቁት, በፕላኔቷ ላይ ያለው የሙቀት መጠን በአብዛኛው የተመካው በሞቃት እምብርት ላይ ነው. ነገር ግን በቅርብ ጊዜ የዚህ ሙቀት ምንጭ ራዲዮአክቲቭ isotopes የሚሳተፉበት ውስብስብ ቴርሞኑክለር ምላሽ እንደሆነ ግልጽ ሆነ።

Isotope መበስበስ

አይዞቶፖች ያልተረጋጉ ቅርጾች በመሆናቸው በጊዜ ሂደት ሁልጊዜ ወደ ቋሚ የኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች ኒዩክሊየሎች እንደሚበላሹ መገመት ይቻላል. ይህ አባባል እውነት ነው፣ ምክንያቱም ሳይንቲስቶች በተፈጥሮ ውስጥ እጅግ በጣም ብዙ ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፖችን ማግኘት አልቻሉም። እና በቤተ ሙከራ ውስጥ ከተቆፈሩት ውስጥ አብዛኛዎቹ ከጥቂት ደቂቃዎች እስከ ብዙ ቀናት ቆዩ እና ከዚያ ወደ ተራ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች ተለውጠዋል።

ነገር ግን በተፈጥሮ ውስጥ መበስበስን በጣም የሚቋቋሙ isotopes አሉ. በቢሊዮኖች ለሚቆጠሩ ዓመታት ሊኖሩ ይችላሉ. እንደነዚህ ያሉት ንጥረ ነገሮች የተፈጠሩት ምድር ገና በምትፈጠርበት በእነዚያ ሩቅ ጊዜያት ነው፣ እና በምድሯ ላይ ጠንካራ የሆነ ቅርፊት እንኳ አልነበረም።

ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፖች መበስበስ እና በጣም በፍጥነት እንደገና ተፈጥረዋል። ስለዚህ, የ isootope መረጋጋት ግምገማን ለማመቻቸት, ሳይንቲስቶች የግማሽ ህይወቱን ምድብ ግምት ውስጥ ለማስገባት ወሰኑ.

ግማሽ ህይወት

ይህ ጽንሰ-ሐሳብ ምን ማለት እንደሆነ ወዲያውኑ ለሁሉም አንባቢዎች ግልጽ ላይሆን ይችላል. እንግለጽለት። የኢሶቶፕ ግማሽ ህይወት የተወሰደው ንጥረ ነገር ሁኔታዊ ግማሽ መኖር የሚያቆምበት ጊዜ ነው።

ይህ ማለት ግንኙነቱ የሚቀረው በተመሳሳይ ጊዜ ውስጥ ይጠፋል ማለት አይደለም. ይህንን ግማሽ በተመለከተ የተለየ ምድብ ግምት ውስጥ ማስገባት አስፈላጊ ነው - የእሱ ሁለተኛ ክፍል ማለትም ከዋናው ንጥረ ነገር ውስጥ አንድ አራተኛ የሚጠፋበት ጊዜ. እና ይህ ግምት ማስታወቂያ infinitum ይቀጥላል። ይህ ሂደት በተግባር ማለቂያ ስለሌለው የቁስ የመጀመሪያ መጠን ሙሉ በሙሉ የመበስበስ ጊዜን ለማስላት በቀላሉ የማይቻል ነው ተብሎ ሊታሰብ ይችላል።

ይሁን እንጂ የሳይንስ ሊቃውንት የግማሽ ህይወትን ማወቅ በመጀመሪያ ምን ያህል ንጥረ ነገር እንደነበረ ማወቅ ይችላሉ. እነዚህ መረጃዎች በተዛማጅ ሳይንሶች ውስጥ በተሳካ ሁኔታ ጥቅም ላይ ይውላሉ።

በዘመናዊው የሳይንስ ዓለም ውስጥ, ሙሉ በሙሉ የመበስበስ ጽንሰ-ሐሳብ በተግባር ጥቅም ላይ አይውልም. ለእያንዳንዱ ኢሶቶፕ ከጥቂት ሴኮንዶች እስከ ብዙ ቢሊዮን ዓመታት የሚለያይ የግማሽ ህይወቱን ማመላከት የተለመደ ነው። የግማሽ ህይወት ዝቅተኛ, ብዙ ጨረሮች ከቁስ ይወጣል እና የራዲዮአክቲቭነቱ ከፍ ያለ ነው.

ማዕድናትን ማበልጸግ

በአንዳንድ የሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ቅርንጫፎች በአንጻራዊነት ከፍተኛ መጠን ያለው ራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮችን መጠቀም እንደ አስገዳጅነት ይቆጠራል. ግን በተመሳሳይ ጊዜ, በተፈጥሯዊ ሁኔታዎች ውስጥ, እንደዚህ አይነት ውህዶች በጣም ጥቂት ናቸው.

አይዞቶፕስ ያልተለመዱ የኬሚካል ንጥረ ነገሮች ልዩነቶች እንደሆኑ ይታወቃል። ቁጥራቸው የሚለካው በጣም ተከላካይ በሆኑት ጥቂት በመቶዎች ነው። ለዚህም ነው ሳይንቲስቶች የቅሪተ አካል ቁሳቁሶችን ሰው ሰራሽ ማበልጸግ ማከናወን ያለባቸው.

በምርምር ዓመታት ውስጥ የኢሶቶፕ መበስበስ በሰንሰለት ምላሽ ውስጥ እንደሚገኝ ማወቅ ተችሏል. የአንድ ንጥረ ነገር የተለቀቀው ኒውትሮን በሌላኛው ላይ ተጽዕኖ ማሳደር ይጀምራል። በዚህ ምክንያት ከባድ ኒውክሊየሮች ቀለል ያሉ ወደሆኑ ይከፋፈላሉ እና አዳዲስ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች ተገኝተዋል.

ይህ ክስተት ሰንሰለት ምላሽ ይባላል, በዚህም ምክንያት የበለጠ የተረጋጋ, ነገር ግን ብዙም ያልተለመዱ isotopes ሊገኙ ይችላሉ, ይህም በኋላ በብሔራዊ ኢኮኖሚ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.

የመበስበስ ጉልበት አተገባበር

በተጨማሪም የሳይንስ ሊቃውንት ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፕ በሚበሰብስበት ጊዜ ከፍተኛ መጠን ያለው ነፃ ኃይል እንደሚወጣ ደርሰውበታል. ብዛቱ ብዙውን ጊዜ የሚለካው በኩሪ አሃድ ነው ፣ በ 1 ሰከንድ ውስጥ ከ 1 g ሬዶን-222 የፋይስ ጊዜ ጋር እኩል ነው። ይህ አመላካች ከፍ ባለ መጠን ብዙ ኃይል ይለቀቃል.

ይህ የነፃ ኃይል አጠቃቀም መንገዶችን ለማዳበር ምክንያት ነበር. ራዲዮአክቲቭ isotope የተቀመጠበት የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች በዚህ መንገድ ተገለጡ። አብዛኛው የሚሰጠው ጉልበት ተሰብስቦ ወደ ኤሌክትሪክ ይቀየራል። በእነዚህ ሪአክተሮች ላይ በመመስረት, በጣም ርካሹን የኤሌክትሪክ ኃይል የሚሰጡ የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ይፈጠራሉ. የተቀነሱ የእንደዚህ አይነት ሬአክተሮች ስሪቶች በራሳቸው የሚንቀሳቀሱ ስልቶች ላይ ተቀምጠዋል. የአደጋዎችን አደጋ ግምት ውስጥ በማስገባት ብዙውን ጊዜ እንዲህ ያሉ ማሽኖች የውኃ ውስጥ መርከቦች ናቸው. የሬአክተር ውድቀት በሚከሰትበት ጊዜ በባህር ሰርጓጅ መርከብ ላይ የተጎጂዎችን ቁጥር ለመቀነስ ቀላል ይሆናል።

የግማሽ ህይወት ሃይልን ለመጠቀም ሌላው በጣም አስፈሪ አማራጭ አቶሚክ ቦምቦች ናቸው. በሁለተኛው የዓለም ጦርነት ወቅት በጃፓን በሂሮሺማ እና ናጋሳኪ ከተሞች በሰው ልጆች ላይ ተፈተነ። ውጤቱ በጣም አሳዛኝ ነበር። ስለዚህ ዓለም እነዚህን አደገኛ የጦር መሳሪያዎች አለመጠቀም ላይ ስምምነት አለው. በተመሳሳይ ጊዜ በወታደራዊ ኃይል ላይ ያተኮሩ ትላልቅ ግዛቶች በዚህ ኢንዱስትሪ ውስጥ ምርምርን ዛሬ ቀጥለዋል. በተጨማሪም ብዙዎቹ በድብቅ ከዓለም ማህበረሰብ የተውጣጡ የአቶሚክ ቦምቦችን እየሠሩ ነው, ይህም በጃፓን ውስጥ ጥቅም ላይ ከዋለ በሺዎች ጊዜ የበለጠ አደገኛ ነው.

በመድኃኒት ውስጥ ኢሶቶፖች

ለሰላማዊ ዓላማ የራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፖች መበስበስ በሕክምና ውስጥ መጠቀምን ተምሯል። የጨረር ጨረር ወደ ተጎዳው የሰውነት ክፍል በመምራት የበሽታውን ሂደት ማቆም ወይም በሽተኛው ሙሉ በሙሉ እንዲያገግም መርዳት ይቻላል.

ግን ብዙ ጊዜ ራዲዮአክቲቭ isotopes ለምርመራዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ። ነገሩ እንቅስቃሴያቸው እና የክላስተር ባህሪው በሚያመነጩት ጨረር ለመጠገን በጣም ቀላል ነው. ስለዚህ ፣ የተወሰነ አደገኛ ያልሆነ ራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገር በሰው አካል ውስጥ ገብቷል ፣ እና ዶክተሮች እንዴት እና የት እንደሚደርስ ለመከታተል መሳሪያዎችን ይጠቀማሉ።

ስለዚህ የአንጎል ሥራ ምርመራ, የካንሰር እብጠቶች ተፈጥሮ, የ endocrine እና የውጭ ሚስጥራዊ እጢዎች ስራ ባህሪያት ይከናወናሉ.

በአርኪኦሎጂ ውስጥ ማመልከቻ

በሕያዋን ፍጥረታት ውስጥ ሁል ጊዜ ራዲዮአክቲቭ ካርቦን -14 እንዳለ ይታወቃል ፣ የዚህም ግማሽ ዕድሜ isotope 5570 ዓመታት ነው። በተጨማሪም ሳይንቲስቶች እስከ ዕለተ ሞቱ ድረስ በሰውነት ውስጥ ምን ያህል ንጥረ ነገር እንደሚገኝ ያውቃሉ. ይህ ማለት ሁሉም የተቆረጡ ዛፎች ተመሳሳይ መጠን ያለው ጨረር ያመነጫሉ. ከጊዜ በኋላ የጨረር መጠን ይቀንሳል.

ይህም አርኪኦሎጂስቶች ገሊው ወይም ሌላ ማንኛውም መርከብ የተሠራበት ዛፍ ለምን ያህል ጊዜ እንደሞተ እና የግንባታውን ጊዜ ለመወሰን ይረዳል. ይህ የምርምር ዘዴ ራዲዮአክቲቭ ካርበን ትንተና ይባላል. ለእሱ ምስጋና ይግባው, የሳይንስ ሊቃውንት የታሪካዊ ክስተቶችን የጊዜ ቅደም ተከተል ማቋቋም ቀላል ነው.

የሬዲዮአክቲቭ ክስተትን በማጥናት, ሳይንቲስቶች በ XX ክፍለ ዘመን የመጀመሪያዎቹ አስርት ዓመታት ውስጥ. ብዛት ያላቸው ራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮች ተገኝተዋል - ወደ 40 ገደማ የሚሆኑት በቢስሙዝ እና በዩራኒየም መካከል ባለው የጊዜ ክፍተት ውስጥ ባለው የጊዜ ሰንጠረዥ ውስጥ ከነፃ ቦታዎች የበለጠ በጣም ብዙ ነበሩ ። የእነዚህ ንጥረ ነገሮች ባህሪ አወዛጋቢ ሆኗል. አንዳንድ ተመራማሪዎች እራሳቸውን የቻሉ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች እንደሆኑ አድርገው ይቆጥሯቸዋል, ነገር ግን በዚህ ጉዳይ ላይ በየጊዜው በሰንጠረዡ ውስጥ የመመደብ ጥያቄው የማይሟሟ ሆኖ ተገኝቷል. ሌሎች በአጠቃላይ በጥንታዊ መልኩ ንጥረ ነገር የመባል መብታቸውን ነፍገዋቸዋል። እ.ኤ.አ. በ 1902 እንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ዲ. ማርቲን እንደነዚህ ያሉትን ንጥረ ነገሮች ራዲዮኤለመንት ብሎ ጠራ። እንደተጠኑት፣ አንዳንድ የሬዲዮ ንጥረ ነገሮች በትክክል ተመሳሳይ ኬሚካላዊ ባህሪያት እንዳላቸው ታወቀ፣ ነገር ግን በአቶሚክ ብዛት ይለያያሉ። ይህ ሁኔታ የወቅቱ ህግ ዋና ዋና ድንጋጌዎችን ይቃረናል. እንግሊዛዊው ሳይንቲስት ኤፍ. ሶዲ ተቃርኖውን ፈታው። እ.ኤ.አ. በ 1913 በኬሚካላዊ ተመሳሳይ የራዲዮኤለመንት ኢሶቶፕስ (ከግሪክ ቃላቶች "ተመሳሳይ" እና "ቦታ" ማለት ነው) ማለትም በወቅታዊ ስርዓት ውስጥ አንድ ቦታ ይዘዋል ። የራዲዮ አካላት የተፈጥሮ ሬዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮች isotopes ሆነው ተገኝተዋል። ሁሉም በሦስት ራዲዮአክቲቭ ቤተሰቦች የተዋሃዱ ናቸው, ቅድመ አያቶቻቸው የቶሪየም እና የዩራኒየም isotopes ናቸው.

የኦክስጅን ኢሶቶፖች. የፖታስየም እና አርጎን ኢሶባርስ (አይሶባርስ ተመሳሳይ የጅምላ ቁጥር ያላቸው የተለያዩ ንጥረ ነገሮች አተሞች ናቸው)።

ለእኩል እና ያልተለመዱ ንጥረ ነገሮች የተረጋጋ isotopes ብዛት።

ብዙም ሳይቆይ ሌሎች የተረጋጋ ኬሚካላዊ ንጥረ ነገሮች ኢሶቶፕስ እንዳላቸው ግልጽ ሆነ። በግኝታቸው ውስጥ ዋነኛው ጠቀሜታ የእንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ኤፍ. አስቶን ነው። በብዙ ንጥረ ነገሮች ውስጥ የተረጋጋ አይዞቶፖችን አግኝቷል።

ከዘመናዊ እይታ አንጻር አይሶቶፖች የኬሚካል ንጥረ ነገር አተሞች ዓይነቶች ናቸው፡ የተለያዩ የአቶሚክ ጅምላዎች አሏቸው፣ ግን ተመሳሳይ የኑክሌር ክፍያ አላቸው።

ኒውክሊዮቻቸው ስለዚህ ተመሳሳይ የፕሮቶኖች ብዛት፣ ግን የተለየ የኒውትሮን ብዛት ይይዛሉ። ለምሳሌ, የተፈጥሮ ኦክሲጅን አይዞቶፖች ከ Z = 8 ጋር በቅደም ተከተል 8, 9 እና 10 ኒውትሮን በኒውክሊዮቻቸው ውስጥ ይይዛሉ. በኢሶቶፕ አስኳል ውስጥ ያሉት የፕሮቶን እና የኒውትሮን ቁጥሮች ድምር የጅምላ ቁጥር ሀ ይባላል።ስለዚህ የተጠቆሙት የኦክስጅን isotopes የጅምላ ቁጥሮች 16፣17 እና 18 ናቸው።የ isotopes ስያሜ አሁን ተቀባይነት አግኝቷል-Z እሴቱ ከኤለመንት ምልክቱ ግርጌ በስተግራ ተሰጥቷል፣ ኤ እሴቱ ከላይ በግራ በኩል ተሰጥቷል ለምሳሌ፡ 16 8 O፣ 17 8 O፣ 18 8 O።

ሰው ሰራሽ ራዲዮአክቲቭ ክስተት ከተገኘ በኋላ ወደ 1800 የሚጠጉ ሰው ሰራሽ ራዲዮአክቲቭ isotopes ከ 1 እስከ 110 ድረስ ለኤለመንቶች የኑክሌር ምላሽን በመጠቀም የተገኙ ናቸው ። ጥቂቶች ብቻ በአንጻራዊ ሁኔታ ረጅም ዕድሜ አላቸው (ለምሳሌ ፣ 10 Be - 2.7 10 6 ዓመታት ፣ 26 አል - 8 10 5 ዓመታት ፣ ወዘተ.)

በተፈጥሮ ውስጥ 280 isotopes ያላቸው የተረጋጋ ንጥረ ነገሮች አሉ። ነገር ግን፣ አንዳንዶቹ በመጠኑ ራዲዮአክቲቭ ሆነው ተገኝተዋል፣ ግዙፍ የግማሽ ህይወት ያላቸው (ለምሳሌ፣ 40 K፣ 87 Rb፣ 138 La፣ l47 Sm፣ 176 Lu, 187 Re)። የእነዚህ አይዞቶፖች የህይወት ዘመን በጣም ረጅም በመሆኑ የተረጋጋ ተደርገው ሊወሰዱ ይችላሉ።

በተረጋጋ isotopes ዓለም ውስጥ አሁንም ብዙ ችግሮች አሉ። ስለዚህ, በተለያዩ ንጥረ ነገሮች ውስጥ ቁጥራቸው ለምን በጣም እንደሚለያይ ግልጽ አይደለም. ወደ 25% የሚሆኑት የተረጋጉ ንጥረ ነገሮች (Be, F, Na, Al, P, Sc, Mn, Co, As, Y, Nb, Rh, I, Cs, Pt, Tb, Ho, Tu, Ta, Au) በ ውስጥ ይገኛሉ ተፈጥሮ አንድ ዓይነት አቶም ብቻ ነው። እነዚህ ነጠላ ንጥረ ነገሮች የሚባሉት ናቸው. የሚገርመው፣ ሁሉም (ከቤ በስተቀር) ያልተለመዱ የZ እሴቶች አሏቸው።በአጠቃላይ፣ ለጎደላቸው ኤለመንቶች፣ የተረጋጋ isotopes ቁጥር ከሁለት አይበልጥም። በተቃራኒው ፣ Z እንኳን ያላቸው አንዳንድ ንጥረ ነገሮች ብዛት ያላቸው isotopes (ለምሳሌ Xe 9 ፣ Sn - 10 የተረጋጋ አይዞቶፖች) ያቀፈ ነው።

የአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር የተረጋጋ isotopes ስብስብ ጋላክሲ ይባላል። በጋላክሲው ውስጥ ያለው ይዘት ብዙውን ጊዜ በከፍተኛ ሁኔታ ይለዋወጣል. ምንም እንኳን ከዚህ ደንብ የተለዩ ነገሮች ቢኖሩም የአራት (12 C, 16 O, 20 Ca, ወዘተ) ብዜቶች ያሉት የኢሶቶፕ ብዛት ያላቸው የጅምላ ቁጥሮች ከፍተኛው መሆኑ ትኩረት የሚስብ ነው።

የተረጋጋ isotopes ያለው ግኝት በጋላክሲ ውስጥ ንጥረ ነገሮች የተረጋጋ isotopes መካከል የተለያዩ መቶኛ ምክንያት, ኢንቲጀር ከ ያላቸውን መዛባት - አቶሚክ የጅምላ ያለውን የረጅም ጊዜ ምሥጢር ለመፍታት አስችሏል.

በኑክሌር ፊዚክስ ውስጥ "አይሶባርስ" ጽንሰ-ሐሳብ ይታወቃል. Isobars ተመሳሳይ የጅምላ ቁጥሮች ያላቸው የተለያዩ ንጥረ ነገሮች (ማለትም ከተለያዩ የ Z እሴቶች ጋር) isotopes ይባላሉ። የ isobars ጥናት በአቶሚክ ኒውክሊየስ ባህሪ እና ባህሪያት ውስጥ ብዙ አስፈላጊ መደበኛ ሁኔታዎችን ለማቋቋም አስተዋፅኦ አድርጓል። ከነዚህ መደበኛ ሁኔታዎች አንዱ በሶቪየት ኬሚስት ኤስ.ኤ. ሽቹካሬቭ እና በየመን የፊዚክስ ሊቅ I. Mattauch በተዘጋጀው ደንብ ይገለጻል። እንዲህ ይላል፡- ሁለቱ isobars በ Z እሴቶች በ 1 የሚለያዩ ከሆነ ከመካከላቸው አንዱ የግድ ሬዲዮአክቲቭ ይሆናል። የ isobars ጥንድ ጥንታዊ ምሳሌ 40 18 Ar - 40 19 K. በውስጡ የፖታስየም ኢሶቶፕ ሬዲዮአክቲቭ ነው። የ Shchukarev-Mattauch ደንብ ለምን ኤለመንቶች ቴክኒቲየም (Z = 43) እና ፕሮሜቲየም (Z = 61) የተረጋጋ አይዞቶፖች እንደሌላቸው ለማስረዳት አስችሏል። ያልተለመዱ የZ እሴቶች ስላላቸው፣ ከሁለት በላይ የተረጋጋ አይዞቶፖች ለእነሱ ሊጠበቁ አልቻሉም። ነገር ግን okazalos okazalos, በቅደም ተከተል, technetium እና promethium isobars, isotopes molybdenum (Z = 42) እና ruthenium (Z = 44), neodymium (Z = 60) እና ሳምሪየም (Z = 62), በተፈጥሮ ውስጥ ይወከላሉ. በተለያዩ የጅምላ ቁጥሮች ውስጥ የተረጋጋ የአተሞች ዝርያዎች . ስለዚህ, አካላዊ ህጎች በተረጋጋ ሁኔታ የቴክኒቲየም እና የፕሮሜቲየም ኢሶቶፖች መኖር ላይ እገዳ ይጥላሉ. ለዚህም ነው እነዚህ ንጥረ ነገሮች በተፈጥሮ ውስጥ የማይገኙ እና በሰው ሰራሽነት የተዋሃዱ መሆን አለባቸው.

ሳይንቲስቶች ከረዥም ጊዜ ጀምሮ የኢሶቶፖችን ወቅታዊ ስርዓት ለማዳበር ሲሞክሩ ቆይተዋል። እርግጥ ነው, ከወቅታዊ የንጥረ ነገሮች ሥርዓት መሠረት ይልቅ በሌሎች መርሆዎች ላይ የተመሰረተ ነው. ነገር ግን እነዚህ ሙከራዎች እስካሁን አጥጋቢ ውጤት አላመጡም። እውነት ነው, የፊዚክስ ሊቃውንት በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ የፕሮቶን እና የኒውትሮን ዛጎሎችን የመሙላት ቅደም ተከተል በመርህ ደረጃ ከኤሌክትሮን ዛጎሎች እና በአተሞች ውስጥ ንዑስ ዛጎሎች ከመገንባቱ ጋር ተመሳሳይ መሆኑን አረጋግጠዋል (አቶምን ይመልከቱ)።

የአንድ የተወሰነ አካል isotopes የኤሌክትሮን ዛጎሎች በትክክል በተመሳሳይ መንገድ የተገነቡ ናቸው። ስለዚህ, ኬሚካላዊ እና አካላዊ ባህሪያቸው ከሞላ ጎደል ተመሳሳይ ናቸው. የሃይድሮጂን (ፕሮቲየም እና ዲዩቴሪየም) አይዞቶፖች ብቻ እና ውህዶቻቸው በባህሪያቸው ላይ ጉልህ ልዩነቶች ያሳያሉ። ለምሳሌ, ከባድ ውሃ (D 2 O) በ + 3.8 ይቀዘቅዛል, በ 101.4 ° ሴ ይሞቃል, 1.1059 ግ / ሴሜ 3 ጥግግት አለው, የእንስሳት እና የእፅዋት ህዋሳትን ህይወት አይደግፍም. ውሃ ወደ ሃይድሮጅን እና ኦክሲጅን ኤሌክትሮይዚዝ በሚደረግበት ጊዜ, H 2 0 ሞለኪውሎች በብዛት ይበሰብሳሉ, ከባድ የውሃ ሞለኪውሎች በኤሌክትሮላይዘር ውስጥ ይቀራሉ.

የኢሶቶፕስ የሌሎች ንጥረ ነገሮችን መለያየት እጅግ በጣም ከባድ ስራ ነው። ሆኖም ፣ በብዙ ሁኔታዎች ፣ ከተፈጥሯዊ ብዛት ጋር ሲነፃፀር በከፍተኛ ሁኔታ የተለወጠ ይዘት ያላቸው የግለሰባዊ ንጥረ ነገሮች isotopes ያስፈልጋሉ። ለምሳሌ የአቶሚክ ኢነርጂ ችግርን በሚፈታበት ጊዜ ኢሶቶፖችን 235 ዩ እና 238 ዩ መለየት አስፈላጊ ሆነ ለዚህ ዓላማ የጅምላ ስፔክትሮሜትሪ ዘዴ በመጀመሪያ ተተግብሯል, በዚህ እርዳታ የመጀመሪያዎቹ ኪሎ ግራም የዩራኒየም-235 ተገኝቷል. በ 1944 በዩኤስኤ. ይሁን እንጂ ይህ ዘዴ በጣም ውድ ሆኖ ተገኝቷል እና በ UF 6 ጥቅም ላይ የዋለው በጋዝ ስርጭት ዘዴ ተተካ. አሁን isotopesን ለመለየት ብዙ ዘዴዎች አሉ ፣ ግን ሁሉም በጣም ውስብስብ እና ውድ ናቸው። የሆነ ሆኖ "የማይነጣጠሉ መለያየት" ችግር በተሳካ ሁኔታ እየተፈታ ነው.

አዲስ ሳይንሳዊ ዲሲፕሊን ታየ - የ isotopes ኬሚስትሪ። በኬሚካላዊ ምላሾች እና በ isotope ልውውጥ ሂደቶች ውስጥ የተለያዩ የኬሚካል ንጥረነገሮች አይዞቶፖች ባህሪን ያጠናል ። በእነዚህ ሂደቶች ምክንያት የአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር isotopes ምላሽ በሚሰጡ ንጥረ ነገሮች መካከል እንደገና ይሰራጫሉ። በጣም ቀላሉ ምሳሌ ይህ ነው፡ H 2 0 + HD = HD0 + H 2 (የውሃ ሞለኪውል የፕሮቲየም አቶምን ለዲዩተሪየም አቶም ይለውጣል)። የኢሶቶፕስ ጂኦኬሚስትሪም እያደገ ነው። በመሬት ቅርፊት ውስጥ ያሉ የተለያዩ ንጥረ ነገሮች isotopic ስብጥር መለዋወጥን ይመረምራል።

የተሰየሙት አተሞች፣ አርቴፊሻል ራዲዮአክቲቭ አይዞቶፖች የተረጋጋ ንጥረ ነገሮች ወይም የተረጋጋ አይዞቶፖች የሚባሉት በጣም ሰፊውን መተግበሪያ ያገኛሉ። በኢሶቶፕ አመልካቾች እገዛ - የተሰየሙ አቶሞች - ግዑዝ እና ሕያው ተፈጥሮ ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮችን የመንቀሳቀስ መንገዶችን ያጠናል ፣ በተለያዩ ነገሮች ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮችን እና ንጥረ ነገሮችን ስርጭት ተፈጥሮን ያጠናሉ። ኢሶቶፖች በኑክሌር ቴክኖሎጂ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ: ለኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ግንባታ እንደ ቁሳቁሶች; እንደ ኑክሌር ነዳጅ (አይሶቶፕስ ኦቭ ቶሪየም, ዩራኒየም, ፕሉቶኒየም); በቴርሞኑክሌር ውህደት (ዲዩተሪየም, 6 ሊ, 3 ሄ). ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፖች እንዲሁ እንደ የጨረር ምንጮች በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ።

በተፈጥሮ ውስጥ የሚገኘው እያንዳንዱ የኬሚካል ንጥረ ነገር የኢሶቶፕስ ድብልቅ እንደሆነ ተረጋግጧል (ስለዚህ ክፍልፋይ አቶሚክ ስብስቦች አሏቸው)። አይዞቶፖች እርስ በርስ እንዴት እንደሚለያዩ ለመረዳት የአቶምን መዋቅር በዝርዝር መመርመር አስፈላጊ ነው. አቶም ኒውክሊየስ እና ኤሌክትሮን ደመና ይፈጥራል። የአቶም ብዛት በኤሌክትሮኖች በኤሌክትሮን ደመና ውስጥ በሚዞሩ ምህዋሮች፣ ኒውክሊየስ በሚፈጥሩት ኒውትሮኖች እና ፕሮቶኖች በሚያስደንቅ ፍጥነት በሚንቀሳቀሱ ኤሌክትሮኖች ተጽዕኖ ይደረግባቸዋል።

isotopes ምንድን ናቸው

isotopesየኬሚካል ንጥረ ነገር አቶም ዓይነት። በማንኛውም አቶም ውስጥ ሁል ጊዜ እኩል የሆኑ ኤሌክትሮኖች እና ፕሮቶኖች አሉ። ተቃራኒ ክፍያዎች ስላላቸው (ኤሌክትሮኖች አሉታዊ ናቸው, እና ፕሮቶኖች አዎንታዊ ናቸው), አተሙ ሁል ጊዜ ገለልተኛ ነው (ይህ ኤሌሜንታሪ ቅንጣት ክፍያ አይሸከምም, ከዜሮ ጋር እኩል ነው). ኤሌክትሮን ሲጠፋ ወይም ሲይዝ አቶም ገለልተኝነቱን ያጣል፣ ወይ አሉታዊ ወይም አወንታዊ ion ይሆናል።
ኒውትሮኖች ምንም ክፍያ የላቸውም, ነገር ግን በተመሳሳይ ንጥረ ነገር በአቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ ቁጥራቸው የተለየ ሊሆን ይችላል. ይህ የአቶምን ገለልተኛነት አይጎዳውም, ነገር ግን በጅምላ እና በንብረቶቹ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል. ለምሳሌ፣ እያንዳንዱ የሃይድሮጂን አቶም ኢሶቶፕ እያንዳንዳቸው አንድ ኤሌክትሮን እና አንድ ፕሮቶን አላቸው። እና የኒውትሮኖች ብዛት የተለየ ነው። ፕሮቲየም 1 ኒውትሮን ብቻ፣ ዲዩተሪየም 2 ኒውትሮን አለው፣ እና ትሪቲየም 3 ኒውትሮን አለው። እነዚህ ሦስቱ አይዞቶፖች በንብረታቸው እርስ በርሳቸው በእጅጉ ይለያያሉ።

የ isotopes ንጽጽር

isotopes እንዴት ይለያሉ? የተለያዩ የኒውትሮን ብዛት፣ የተለያዩ ስብስቦች እና የተለያዩ ንብረቶች አሏቸው። ኢሶቶፖች የኤሌክትሮን ዛጎሎች ተመሳሳይ መዋቅር አላቸው. ይህ ማለት በኬሚካላዊ ባህሪያት በጣም ተመሳሳይ ናቸው. ስለዚህ, በወቅታዊ ስርዓት ውስጥ አንድ ቦታ ይመደባሉ.
የተረጋጋ እና ራዲዮአክቲቭ (ያልተረጋጋ) isotopes በተፈጥሮ ውስጥ ተገኝተዋል። የራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፕ አተሞች አስኳሎች በድንገት ወደ ሌሎች ኒውክሊየሮች መለወጥ ይችላሉ። በሬዲዮአክቲቭ መበስበስ ሂደት ውስጥ የተለያዩ ቅንጣቶችን ያስወጣሉ.
አብዛኛዎቹ ንጥረ ነገሮች ከሁለት ደርዘን በላይ ራዲዮአክቲቭ isotopes አላቸው። በተጨማሪም ራዲዮአክቲቭ አይዞቶፖች በሰው ሰራሽ መንገድ ለሁሉም ንጥረ ነገሮች የተዋሃዱ ናቸው። በ isotopes ተፈጥሯዊ ድብልቅ ውስጥ ይዘታቸው በትንሹ ይለዋወጣል።
የኢሶቶፕስ መኖር በአንዳንድ ሁኔታዎች ዝቅተኛ የአቶሚክ ብዛት ያላቸው ንጥረ ነገሮች ትልቅ የአቶሚክ ክብደት ካላቸው አካላት የበለጠ መለያ ቁጥር ያላቸው ለምን እንደሆነ ለመረዳት አስችሏል። ለምሳሌ, በአርጎን-ፖታስየም ጥንድ ውስጥ, አርጎን ከባድ ኢሶቶፖችን ያካትታል, እና ፖታስየም ቀላል isotopes ያካትታል. ስለዚህ, የአርጎን ብዛት ከፖታስየም የበለጠ ነው.

TheDifference.ru በ isotopes መካከል ያለው ልዩነት እንደሚከተለው መሆኑን ወስኗል።

የተለያዩ የኒውትሮን ቁጥሮች አሏቸው።
ኢሶቶፖች የተለያዩ የአተሞች ብዛት አላቸው።
የአዮኖች አተሞች ብዛት ዋጋ በጠቅላላ ጉልበታቸው እና ንብረታቸው ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል።