ఐసోటోపులు ఉంటాయి. పరమాణువుల భావన పదార్థం యొక్క విడదీయరాని చిన్న కణాలు

ప్రకృతిలో కనిపించే ప్రతి రసాయన మూలకం ఐసోటోపుల మిశ్రమం అని నిర్ధారించబడింది (అందుకే అవి పాక్షిక పరమాణు ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి). ఐసోటోపులు ఒకదానికొకటి ఎలా భిన్నంగా ఉన్నాయో అర్థం చేసుకోవడానికి, అణువు యొక్క నిర్మాణాన్ని వివరంగా పరిగణించడం అవసరం. ఒక అణువు న్యూక్లియస్ మరియు ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్‌లోని కక్ష్యలలో అస్థిరమైన వేగంతో కదులుతున్న ఎలక్ట్రాన్లు, న్యూక్లియస్‌ను రూపొందించే న్యూట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్‌ల ద్వారా అణువు యొక్క ద్రవ్యరాశి ప్రభావితమవుతుంది.

నిర్వచనం

ఐసోటోపులురసాయన మూలకం యొక్క ఒక రకమైన అణువు. ఏ అణువులోనైనా సమాన సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్లు ఎల్లప్పుడూ ఉంటాయి. అవి వ్యతిరేక ఛార్జీలను కలిగి ఉంటాయి (ఎలక్ట్రాన్లు ప్రతికూలంగా ఉంటాయి మరియు ప్రోటాన్లు సానుకూలంగా ఉంటాయి), అణువు ఎల్లప్పుడూ తటస్థంగా ఉంటుంది (ఈ ప్రాథమిక కణం ఛార్జ్ని కలిగి ఉండదు, ఇది సున్నాకి సమానం). ఎలక్ట్రాన్ కోల్పోయినప్పుడు లేదా సంగ్రహించబడినప్పుడు, అణువు దాని తటస్థతను కోల్పోతుంది, ఇది ప్రతికూల లేదా సానుకూల అయాన్‌గా మారుతుంది.

న్యూట్రాన్‌లకు ఛార్జ్ ఉండదు, కానీ అదే మూలకం యొక్క పరమాణు కేంద్రకంలో వాటి సంఖ్య భిన్నంగా ఉండవచ్చు. ఇది అణువు యొక్క తటస్థతను ప్రభావితం చేయదు, కానీ ఇది దాని ద్రవ్యరాశి మరియు లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, హైడ్రోజన్ పరమాణువు యొక్క ప్రతి ఐసోటోప్‌లో ఒక్కో ఎలక్ట్రాన్ మరియు ఒక ప్రోటాన్ ఉంటాయి. మరియు న్యూట్రాన్ల సంఖ్య భిన్నంగా ఉంటుంది. ప్రొటియమ్‌లో 1 న్యూట్రాన్ మాత్రమే ఉంటుంది, డ్యూటెరియంలో 2 న్యూట్రాన్‌లు మరియు ట్రిటియంలో 3 న్యూట్రాన్‌లు ఉన్నాయి. ఈ మూడు ఐసోటోప్‌లు లక్షణాలలో ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి.

పోలిక

అవి వేర్వేరు సంఖ్యలో న్యూట్రాన్లు, విభిన్న ద్రవ్యరాశి మరియు విభిన్న లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. ఐసోటోప్‌లు ఎలక్ట్రాన్ షెల్‌ల యొక్క ఒకే విధమైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. దీని అర్థం రసాయన లక్షణాలలో అవి చాలా పోలి ఉంటాయి. అందువల్ల, వారు ఆవర్తన వ్యవస్థలో ఒక స్థలాన్ని కేటాయించారు.

స్థిరమైన మరియు రేడియోధార్మిక (అస్థిర) ఐసోటోపులు ప్రకృతిలో కనుగొనబడ్డాయి. రేడియోధార్మిక ఐసోటోపుల పరమాణువుల కేంద్రకాలు ఆకస్మికంగా ఇతర కేంద్రకాలుగా రూపాంతరం చెందుతాయి. రేడియోధార్మిక క్షయం ప్రక్రియలో, అవి వివిధ కణాలను విడుదల చేస్తాయి.

చాలా మూలకాలు రెండు డజనుకు పైగా రేడియోధార్మిక ఐసోటోపులను కలిగి ఉంటాయి. అదనంగా, రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు ఖచ్చితంగా అన్ని మూలకాల కోసం కృత్రిమంగా సంశ్లేషణ చేయబడతాయి. ఐసోటోపుల సహజ మిశ్రమంలో, వాటి కంటెంట్ కొద్దిగా హెచ్చుతగ్గులకు గురవుతుంది.

ఐసోటోప్‌ల ఉనికి కొన్ని సందర్భాల్లో, తక్కువ పరమాణు ద్రవ్యరాశి కలిగిన మూలకాలు పెద్ద పరమాణు ద్రవ్యరాశి ఉన్న మూలకాల కంటే ఎందుకు ఎక్కువ క్రమ సంఖ్యను కలిగి ఉంటాయో అర్థం చేసుకోవడం సాధ్యపడింది. ఉదాహరణకు, ఆర్గాన్-పొటాషియం జతలో, ఆర్గాన్ భారీ ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటుంది మరియు పొటాషియం తేలికపాటి ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, ఆర్గాన్ ద్రవ్యరాశి పొటాషియం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

అన్వేషణల సైట్

1. అవి వేర్వేరు న్యూట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి.
2. ఐసోటోప్‌లు వేర్వేరు పరమాణువులను కలిగి ఉంటాయి.
3. అయాన్ల పరమాణువుల ద్రవ్యరాశి విలువ వాటి మొత్తం శక్తి మరియు లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది.

ఐసోటోపులు- ఒకే పరమాణు (ఆర్డినల్) సంఖ్యను కలిగి ఉండే రసాయన మూలకం యొక్క పరమాణువులు (మరియు కేంద్రకాలు) వివిధ ద్రవ్యరాశి సంఖ్యలు.

ఐసోటోప్ అనే పదం గ్రీకు మూలాలు ఐసోస్ (ἴσος "సమానం") మరియు టోపోస్ (τόπος "స్థలం") నుండి ఏర్పడింది, దీని అర్థం "ఒకే ప్రదేశం"; ఈ విధంగా, పేరు యొక్క అర్థం ఏమిటంటే, ఒకే మూలకం యొక్క విభిన్న ఐసోటోప్‌లు ఆవర్తన పట్టికలో ఒకే స్థానాన్ని ఆక్రమిస్తాయి.

హైడ్రోజన్ యొక్క మూడు సహజ ఐసోటోపులు. ప్రతి ఐసోటోప్‌లో ఒక ప్రోటాన్ హైడ్రోజన్ యొక్క వైవిధ్యాలను కలిగి ఉంటుంది: ఐసోటోప్ గుర్తింపు న్యూట్రాన్‌ల సంఖ్య ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఎడమ నుండి కుడికి, ఐసోటోప్‌లు సున్నా న్యూట్రాన్‌లతో ప్రోటియం (1H), ఒక న్యూట్రాన్‌తో డ్యూటెరియం (2H) మరియు రెండు న్యూట్రాన్‌లతో ట్రిటియం (3H) ఉంటాయి.

పరమాణువు యొక్క కేంద్రకంలోని ప్రోటాన్‌ల సంఖ్యను పరమాణు సంఖ్య అంటారు మరియు ఇది తటస్థ (అయనీకరణం కాని) పరమాణువులోని ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్యకు సమానం. ప్రతి పరమాణు సంఖ్య ఒక నిర్దిష్ట మూలకాన్ని గుర్తిస్తుంది, కానీ ఐసోటోప్ కాదు; ఇచ్చిన మూలకం యొక్క పరమాణువు న్యూట్రాన్ల సంఖ్యలో విస్తృత పరిధిని కలిగి ఉంటుంది. న్యూక్లియస్‌లోని న్యూక్లియాన్‌ల సంఖ్య (ప్రోటాన్‌లు మరియు న్యూట్రాన్‌లు రెండూ) పరమాణువు యొక్క ద్రవ్యరాశి సంఖ్య, మరియు ఇచ్చిన మూలకం యొక్క ప్రతి ఐసోటోప్ వేరే ద్రవ్యరాశి సంఖ్యను కలిగి ఉంటుంది.

ఉదాహరణకు, కార్బన్-12, కార్బన్-13 మరియు కార్బన్-14 వరుసగా 12, 13 మరియు 14 ద్రవ్యరాశి సంఖ్యలతో మూలక కార్బన్ యొక్క మూడు ఐసోటోప్‌లు. కార్బన్ పరమాణు సంఖ్య 6, అంటే ప్రతి కార్బన్ పరమాణువు 6 ప్రోటాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి ఈ ఐసోటోపుల న్యూట్రాన్ సంఖ్యలు వరుసగా 6, 7 మరియు 8.

హెచ్uclides మరియు ఐసోటోపులు

న్యూక్లైడ్ పరమాణువుకు కాదు, కేంద్రకానికి చెందినది. ఒకే న్యూక్లియైలు ఒకే న్యూక్లైడ్‌కు చెందినవి, ఉదాహరణకు, ప్రతి కార్బన్-13 న్యూక్లైడ్ న్యూక్లియస్‌లో 6 ప్రోటాన్‌లు మరియు 7 న్యూట్రాన్‌లు ఉంటాయి. న్యూక్లైడ్‌ల భావన (వ్యక్తిగత అణు జాతులను సూచిస్తుంది) రసాయన లక్షణాలపై అణు లక్షణాలను నొక్కి చెబుతుంది, అయితే ఐసోటోప్ భావన (ప్రతి మూలకం యొక్క అన్ని అణువులను సమూహపరచడం) అణుపై రసాయన ప్రతిచర్యను నొక్కి చెబుతుంది. న్యూట్రాన్ సంఖ్య ఉంది పెద్ద ప్రభావంకేంద్రకాల లక్షణాలపై, కానీ రసాయన లక్షణాలపై దాని ప్రభావం చాలా మూలకాలకు చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. తేలికైన మూలకాల విషయంలో కూడా, న్యూట్రాన్‌లకు పరమాణు సంఖ్యల నిష్పత్తి ఐసోటోప్‌ల మధ్య చాలా మారుతూ ఉంటుంది, ఇది సాధారణంగా స్వల్ప ప్రభావాన్ని మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది, అయితే ఇది కొన్ని సందర్భాల్లో ముఖ్యమైనది (హైడ్రోజన్‌కు, తేలికైన మూలకం, ఐసోటోప్ ప్రభావం పెద్దది. జీవశాస్త్రాన్ని బాగా ప్రభావితం చేయడానికి). ఐసోటోప్ అనేది పాత పదం కాబట్టి, ఇది న్యూక్లైడ్ కంటే బాగా ప్రసిద్ధి చెందింది మరియు న్యూక్లియర్ టెక్నాలజీ మరియు న్యూక్లియర్ మెడిసిన్ వంటి న్యూక్లైడ్ మరింత సముచితంగా ఉండే సందర్భాలలో ఇప్పటికీ అప్పుడప్పుడు ఉపయోగించబడుతుంది.

సంజ్ఞామానం

ఐసోటోప్ లేదా న్యూక్లైడ్ ఒక నిర్దిష్ట మూలకం (ఇది పరమాణు సంఖ్యను సూచిస్తుంది) తర్వాత హైఫన్ మరియు ద్రవ్యరాశి సంఖ్య (ఉదాహరణకు, హీలియం-3, హీలియం-4, కార్బన్-12, కార్బన్-14, యురేనియం-) ద్వారా గుర్తించబడుతుంది. 235, మరియు యురేనియం-239). రసాయన చిహ్నాన్ని ఉపయోగించినప్పుడు, ఉదా. కార్బన్ కోసం "C", ప్రామాణిక సంజ్ఞామానం (ప్రస్తుతం "AZE సంజ్ఞామానం" అని పిలుస్తారు ఎందుకంటే A ద్రవ్యరాశి సంఖ్య, Z అనేది పరమాణు సంఖ్య మరియు మూలకం కోసం E) అనేది సూపర్‌స్క్రిప్ట్‌తో ద్రవ్యరాశి సంఖ్యను (న్యూక్లియాన్‌ల సంఖ్య) సూచిస్తుంది రసాయన చిహ్నం యొక్క ఎగువ ఎడమవైపు మరియు దిగువ ఎడమ మూలలో సబ్‌స్క్రిప్ట్‌తో పరమాణు సంఖ్యను సూచించండి). పరమాణు సంఖ్య మూలకం యొక్క చిహ్నం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది కాబట్టి, సాధారణంగా సూపర్‌స్క్రిప్ట్‌లోని ద్రవ్యరాశి సంఖ్య మాత్రమే ఇవ్వబడుతుంది మరియు అణువు సూచిక ఇవ్వబడదు. 180m 73Ta (టాంటాలమ్-180m) వంటి అణు ఐసోమర్, మెటాస్టేబుల్ లేదా శక్తివంతంగా ఉత్తేజిత అణు స్థితి (అత్యల్ప శక్తి గ్రౌండ్ స్థితికి విరుద్ధంగా) సూచించడానికి m అనే అక్షరం కొన్నిసార్లు ద్రవ్యరాశి సంఖ్య తర్వాత జోడించబడుతుంది.

రేడియోధార్మిక, ప్రాథమిక మరియు స్థిరమైన ఐసోటోపులు

కొన్ని ఐసోటోప్‌లు రేడియోధార్మికత కలిగి ఉంటాయి కాబట్టి వాటిని రేడియో ఐసోటోప్‌లు లేదా రేడియోన్యూక్లైడ్‌లు అంటారు, మరికొన్ని రేడియోధార్మికతగా క్షీణించడం గమనించబడలేదు మరియు వాటిని స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు లేదా స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లు అంటారు. ఉదాహరణకు, 14 C అనేది కార్బన్ యొక్క రేడియోధార్మిక రూపం, అయితే 12 C మరియు 13 C స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు. భూమిపై దాదాపు 339 సహజంగా సంభవించే న్యూక్లైడ్‌లు ఉన్నాయి, వాటిలో 286 ఆదిమ న్యూక్లైడ్‌లు, అంటే అవి సౌర వ్యవస్థ ఏర్పడినప్పటి నుండి ఉన్నాయి.

అసలైన న్యూక్లైడ్‌లలో 32 న్యూక్లైడ్‌లు చాలా ఎక్కువ అర్ధ-జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి (100 మిలియన్ సంవత్సరాలకు పైగా) మరియు 254 అధికారికంగా "స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లు"గా పరిగణించబడతాయి, ఎందుకంటే అవి క్షీణించడం గమనించబడలేదు. చాలా సందర్భాలలో, స్పష్టమైన కారణాల వల్ల, ఒక మూలకం స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటే, ఆ ఐసోటోప్‌లు భూమిపై మరియు సౌర వ్యవస్థలో కనిపించే మౌళిక సమృద్ధిపై ఆధిపత్యం చెలాయిస్తాయి. ఏది ఏమైనప్పటికీ, మూడు మూలకాల (టెల్లూరియం, ఇండియం మరియు రీనియం) విషయంలో, ప్రకృతిలో అత్యంత సమృద్ధిగా లభించే ఐసోటోప్ వాస్తవానికి ఒకటి (లేదా రెండు) చాలా కాలం జీవించే రేడియో ఐసోటోప్(లు) ఈ మూలకాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ స్థిరమైన ఐసోటోపులు.

చాలా స్పష్టంగా "స్థిరమైన" ఐసోటోప్‌లు/న్యూక్లైడ్‌లు రేడియోధార్మికత కలిగి ఉంటాయని సిద్ధాంతం అంచనా వేసింది, చాలా ఎక్కువ సగం జీవితకాలం ఉంటుంది (ప్రోటాన్ క్షయం యొక్క అవకాశాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోదు, ఇది అన్ని న్యూక్లైడ్‌లను చివరికి అస్థిరంగా చేస్తుంది). ఎన్నడూ గమనించని 254 న్యూక్లైడ్‌లలో, వాటిలో 90 మాత్రమే (మొదటి 40 మూలకాలలో అన్నీ) తెలిసిన అన్ని క్షీణత రూపాలకు సిద్ధాంతపరంగా నిరోధకతను కలిగి ఉన్నాయి. మూలకం 41 (నియోబియం) ఆకస్మిక విచ్ఛిత్తి ద్వారా సిద్ధాంతపరంగా అస్థిరంగా ఉంటుంది, కానీ ఇది ఎప్పుడూ కనుగొనబడలేదు. అనేక ఇతర స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లు ఆల్ఫా డికే లేదా డబుల్ బీటా డికే వంటి ఇతర తెలిసిన క్షయ రూపాలకు శక్తివంతంగా లొంగిపోతాయి, అయితే క్షయం ఉత్పత్తులు ఇంకా గమనించబడలేదు మరియు అందువల్ల ఈ ఐసోటోప్‌లు "పరిశీలనపరంగా స్థిరంగా" పరిగణించబడతాయి. ఈ న్యూక్లైడ్‌ల కోసం అంచనా వేయబడిన అర్ధ-జీవితాలు తరచుగా విశ్వం యొక్క అంచనా వయస్సు కంటే ఎక్కువగా ఉంటాయి మరియు వాస్తవానికి విశ్వం యొక్క వయస్సు కంటే ఎక్కువ కాలం ఉన్న 27 రేడియోన్యూక్లైడ్‌లు కూడా ఉన్నాయి.

రేడియోధార్మిక న్యూక్లైడ్‌లు, కృత్రిమంగా సృష్టించబడ్డాయి, ప్రస్తుతం 3339 న్యూక్లైడ్‌లు అంటారు. వీటిలో 905 న్యూక్లైడ్‌లు స్థిరంగా ఉంటాయి లేదా 60 నిమిషాల కంటే ఎక్కువ సగం జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

ఐసోటోప్ లక్షణాలు

రసాయన మరియు పరమాణు లక్షణాలు

తటస్థ పరమాణువు ప్రోటాన్‌ల మాదిరిగానే ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, ఇచ్చిన మూలకం యొక్క విభిన్న ఐసోటోప్‌లు ఒకే సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఒకే విధమైన ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అణువు యొక్క రసాయన ప్రవర్తన దాని ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం ద్వారా ఎక్కువగా నిర్ణయించబడుతుంది కాబట్టి, వివిధ ఐసోటోప్‌లు దాదాపు ఒకే విధమైన రసాయన ప్రవర్తనను ప్రదర్శిస్తాయి.

దీనికి మినహాయింపు గతితార్కిక ఐసోటోప్ ప్రభావం: వాటి పెద్ద ద్రవ్యరాశి కారణంగా, భారీ ఐసోటోప్‌లు అదే మూలకం యొక్క తేలికపాటి ఐసోటోపుల కంటే కొంత నెమ్మదిగా ప్రతిస్పందిస్తాయి. ఇది ప్రొటియం (1 హెచ్), డ్యూటీరియం (2 హెచ్), మరియు ట్రిటియం (3 హెచ్) లకు ఎక్కువగా ఉచ్ఛరిస్తారు, ఎందుకంటే డ్యూటెరియం ప్రొటియం కంటే రెండింతలు ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుంది మరియు ట్రిటియం ప్రోటియం ద్రవ్యరాశికి మూడు రెట్లు ఉంటుంది. ద్రవ్యరాశిలోని ఈ వ్యత్యాసాలు పరమాణు వ్యవస్థల గురుత్వాకర్షణ కేంద్రాన్ని (తగ్గిన ద్రవ్యరాశి) మార్చడం ద్వారా వాటి సంబంధిత రసాయన బంధాల ప్రవర్తనను కూడా ప్రభావితం చేస్తాయి. అయినప్పటికీ, భారీ మూలకాల కోసం, ఐసోటోపుల మధ్య సాపేక్ష ద్రవ్యరాశి వ్యత్యాసం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, తద్వారా రసాయన శాస్త్రంలో ద్రవ్యరాశి వ్యత్యాసం యొక్క ప్రభావాలు సాధారణంగా చాలా తక్కువగా ఉంటాయి. (భారీ మూలకాలు తేలికైన మూలకాల కంటే సాపేక్షంగా ఎక్కువ న్యూట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి మొత్తం ఎలక్ట్రాన్ ద్రవ్యరాశికి అణు ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తి కొంత పెద్దది.)

అదేవిధంగా, వాటి పరమాణువుల (ఐసోటోపోలాగ్స్) ఐసోటోపులలో మాత్రమే తేడా ఉన్న రెండు అణువులు ఒకే ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు అందువల్ల దాదాపుగా గుర్తించలేని భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి (మళ్ళీ, డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం ప్రాథమిక మినహాయింపులు). అణువు యొక్క వైబ్రేషనల్ మోడ్‌లు దాని ఆకారం మరియు దానిలోని పరమాణువుల ద్రవ్యరాశి ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి; అందువల్ల, విభిన్న ఐసోటోపోలాగ్‌లు వేర్వేరు కంపన మోడ్‌లను కలిగి ఉంటాయి. వైబ్రేషనల్ మోడ్‌లు తగిన శక్తుల ఫోటాన్‌లను గ్రహించడానికి అణువును అనుమతిస్తాయి కాబట్టి, ఐసోటోపోలాగ్‌లు ఇన్‌ఫ్రారెడ్‌లో విభిన్న ఆప్టికల్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి.

అణు లక్షణాలు మరియు స్థిరత్వం

పరమాణు కేంద్రకాలు ప్రోటాన్‌లు మరియు న్యూట్రాన్‌లతో అవశేష బలమైన శక్తితో కలిసి ఉంటాయి. ప్రోటాన్లు ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడినందున, అవి ఒకదానికొకటి వికర్షిస్తాయి. విద్యుత్ తటస్థంగా ఉండే న్యూట్రాన్లు కేంద్రకాన్ని రెండు విధాలుగా స్థిరీకరిస్తాయి. వారి పరిచయం ప్రోటాన్‌లను కొద్దిగా వెనక్కి నెట్టి, ప్రోటాన్‌ల మధ్య ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ వికర్షణను తగ్గిస్తుంది మరియు అవి ఒకదానిపై ఒకటి మరియు ప్రోటాన్‌లపై ఆకర్షణీయమైన అణు శక్తిని ప్రయోగిస్తాయి. ఈ కారణంగా, కేంద్రకంతో బంధించడానికి రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ప్రోటాన్‌లకు ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ న్యూట్రాన్‌లు అవసరం. ప్రోటాన్‌ల సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ, స్థిరమైన కేంద్రకాన్ని అందించడానికి అవసరమైన ప్రోటాన్‌లకు న్యూట్రాన్‌ల నిష్పత్తి కూడా పెరుగుతుంది (కుడివైపున ఉన్న గ్రాఫ్ చూడండి). ఉదాహరణకు, నిష్పత్తి న్యూట్రాన్ అయినప్పటికీ: ప్రోటాన్ 3 2 అతను 1:2, నిష్పత్తి న్యూట్రాన్: ప్రోటాన్ 238 92 U
3:2 కంటే ఎక్కువ. అనేక తేలికైన మూలకాలు 1:1 (Z = N) నిష్పత్తితో స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లను కలిగి ఉంటాయి. న్యూక్లైడ్ 40 20 Ca (కాల్షియం-40) అనేది అదే సంఖ్యలో న్యూట్రాన్‌లు మరియు ప్రోటాన్‌లతో గమనించదగిన అత్యంత భారీ స్థిరమైన న్యూక్లైడ్; (సిద్ధాంతపరంగా, అత్యంత భారీ స్థిరత్వం సల్ఫర్-32). కాల్షియం-40 కంటే బరువైన అన్ని స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లు ప్రోటాన్‌ల కంటే ఎక్కువ న్యూట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి.

ఒక్కో మూలకానికి ఐసోటోపుల సంఖ్య

స్థిరమైన ఐసోటోపులతో ఉన్న 81 మూలకాలలో, ఏదైనా మూలకం కోసం పరిశీలించదగిన స్థిరమైన ఐసోటోపుల సంఖ్య అత్యధికంగా పది (టిన్ మూలకం కోసం). ఏ మూలకంలోనూ తొమ్మిది స్థిరమైన ఐసోటోపులు లేవు. ఎనిమిది స్థిరమైన ఐసోటోపులతో జినాన్ మాత్రమే మూలకం. నాలుగు మూలకాలకు ఏడు స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు ఉన్నాయి, వాటిలో ఎనిమిదికి ఆరు స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు ఉన్నాయి, పదికి ఐదు స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు ఉన్నాయి, తొమ్మిదికి నాలుగు స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు ఉన్నాయి, ఐదు మూడు స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉన్నాయి, 16 రెండు స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉన్నాయి మరియు 26 మూలకాలలో ఒకటి మాత్రమే ఉన్నాయి (వీటిలో 19 ఉన్నాయి మోనోన్యూక్లైడ్ ఎలిమెంట్స్ అని పిలవబడేవి, ఇవి ఒకే ఆదిమ స్థిరమైన ఐసోటోప్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి సహజ మూలకం యొక్క పరమాణు బరువును అధిక ఖచ్చితత్వంతో ఆధిపత్యం చేసి స్థిరపరుస్తాయి, 3 రేడియోధార్మిక మోనోన్యూక్లైడ్ మూలకాలు కూడా ఉన్నాయి). మొత్తంగా, 254 న్యూక్లైడ్‌లు క్షీణించడం గమనించబడలేదు. ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉన్న 80 మూలకాల కోసం, స్థిరమైన ఐసోటోప్‌ల సగటు సంఖ్య ఒక్కో మూలకానికి 254/80 = 3.2 ఐసోటోప్‌లు.

న్యూక్లియాన్‌ల సరి మరియు బేసి సంఖ్యలు

ప్రోటాన్లు: న్యూట్రాన్ల నిష్పత్తి అణు స్థిరత్వాన్ని ప్రభావితం చేసే ఏకైక అంశం కాదు. ఇది దాని పరమాణు సంఖ్య Z, న్యూట్రాన్ల సంఖ్య N యొక్క సమానత్వం లేదా అసమానతపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది, అందువల్ల వాటి ద్రవ్యరాశి సంఖ్య A. Z మరియు N రెండూ అణు బంధన శక్తిని తగ్గించి, సాధారణంగా తక్కువ స్థిరంగా ఉండే బేసి కేంద్రకాలను సృష్టిస్తాయి. . పొరుగు న్యూక్లియైలు, ప్రత్యేకించి బేసి ఐసోబార్‌ల మధ్య అణు బంధన శక్తిలో ఈ ముఖ్యమైన వ్యత్యాసం ముఖ్యమైన పరిణామాలను కలిగి ఉంటుంది: బీటా క్షయం (పాజిట్రాన్ క్షయంతో సహా), ఎలక్ట్రాన్ క్యాప్చర్ లేదా ఆకస్మిక విచ్ఛిత్తి వంటి ఇతర అన్యదేశ మార్గాల ద్వారా న్యూట్రాన్‌లు లేదా ప్రోటాన్‌ల ఉపశీర్షిక సంఖ్యలతో అస్థిర ఐసోటోప్‌లు క్షీణిస్తాయి. క్షయం, సమూహాలు.

చాలా స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లు సరి సంఖ్య ప్రోటాన్‌లు మరియు న్యూట్రాన్‌ల సరి సంఖ్య, ఇక్కడ Z, N మరియు A అన్నీ సమానంగా ఉంటాయి. బేసి స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లు బేసిగా విభజించబడ్డాయి (సుమారుగా సమానంగా).

పరమాణు సంఖ్య

148 ఈవెన్ ప్రోటాన్, ఈవెన్ న్యూట్రాన్ (EE) న్యూక్లైడ్‌లు అన్ని స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లలో ~58% వరకు ఉంటాయి. 22 ఆదిమ దీర్ఘ-జీవిత సమాన న్యూక్లైడ్‌లు కూడా ఉన్నాయి. ఫలితంగా, 2 నుండి 82 వరకు ఉన్న 41 సరి మూలకాలు కనీసం ఒక స్థిరమైన ఐసోటోప్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఈ మూలకాలలో చాలా వరకు బహుళ ప్రాధమిక ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటాయి. వీటిలో సగం మూలకాలు ఆరు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటాయి. హీలియం-4 యొక్క తీవ్ర స్థిరత్వం, రెండు ప్రోటాన్‌లు మరియు రెండు న్యూట్రాన్‌ల బైనరీ బంధం కారణంగా, న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ద్వారా భారీ మూలకాల చేరడం కోసం ప్లాట్‌ఫారమ్‌లుగా పనిచేయడానికి ఐదు లేదా ఎనిమిది న్యూక్లియాన్‌లను కలిగి ఉన్న న్యూక్లైడ్‌లను నిరోధిస్తుంది.

ఈ 53 స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లు సరి సంఖ్య ప్రోటాన్‌లు మరియు బేసి సంఖ్య న్యూట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి. సరి ఐసోటోప్‌లతో పోలిస్తే అవి మైనారిటీ, ఇవి దాదాపు 3 రెట్లు ఎక్కువ. స్థిరమైన న్యూక్లైడ్ ఉన్న 41 సరి-Z మూలకాలలో, కేవలం రెండు మూలకాలు (ఆర్గాన్ మరియు సిరియం) సరి-బేసి స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లను కలిగి ఉండవు. ఒక మూలకం (టిన్) మూడు కలిగి ఉంటుంది. 24 మూలకాలు ఒక బేసి-సరి న్యూక్లైడ్ మరియు 13 రెండు బేసి-సరి న్యూక్లైడ్‌లను కలిగి ఉంటాయి.

వాటి బేసి న్యూట్రాన్ సంఖ్యల కారణంగా, సరి-బేసి న్యూక్లైడ్‌లు న్యూట్రాన్ కలపడం ప్రభావాల నుండి వచ్చే శక్తి కారణంగా పెద్ద న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్ క్రాస్ సెక్షన్‌లను కలిగి ఉంటాయి. ఈ స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లు ప్రకృతిలో అసాధారణంగా సమృద్ధిగా ఉండవచ్చు, ప్రధానంగా ఆదిమ సమృద్ధిని ఏర్పరచడానికి మరియు ప్రవేశించడానికి, అవి న్యూట్రాన్ సంగ్రహణ నుండి తప్పించుకోవాలి మరియు ఇతర స్థిరమైన సరి-బేసి ఐసోటోప్‌లను ఏర్పరచాలి. న్యూక్లియోసింథసిస్ సమయంలో న్యూట్రాన్ సంగ్రహ ప్రక్రియ.

బేసి పరమాణు సంఖ్య

48 స్థిరమైన బేసి-ప్రోటాన్ మరియు సరి-న్యూట్రాన్ న్యూక్లైడ్‌లు, వాటి జత చేసిన న్యూట్రాన్‌ల సరి సంఖ్యతో స్థిరీకరించబడతాయి, బేసి మూలకాల యొక్క స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లలో ఎక్కువ భాగం ఏర్పడతాయి; చాలా తక్కువ బేసి-ప్రోటాన్-బేసి న్యూట్రాన్ న్యూక్లైడ్‌లు ఇతరులను తయారు చేస్తాయి. Z = 1 నుండి 81 వరకు 41 బేసి మూలకాలు ఉన్నాయి, వీటిలో 39 స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటాయి (టెక్నీషియం (43 Tc) మరియు ప్రోమెథియం (61 Pm) మూలకాలు స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉండవు). ఈ 39 బేసి Z మూలకాలలో, 30 మూలకాలు (హైడ్రోజన్-1తో సహా, ఇక్కడ 0 న్యూట్రాన్‌లు సరి) ఒక స్థిరమైన బేసి-సరి ఐసోటోప్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు తొమ్మిది మూలకాలు: క్లోరిన్ (17 Cl), పొటాషియం (19K), రాగి (29 Cu), గాలియం (31 Ga), బ్రోమిన్ (35 Br), వెండి (47 Ag), యాంటిమోనీ (51 Sb), ఇరిడియం (77 Ir) మరియు థాలియం (81 Tl) ఒక్కొక్కటి రెండు బేసి-సరి స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటాయి. అందువలన, 30 + 2 (9) = 48 స్థిరమైన సరి-సరి ఐసోటోప్‌లు పొందబడతాయి.

ఐదు స్థిరమైన న్యూక్లైడ్‌లు మాత్రమే బేసి సంఖ్య ప్రోటాన్‌లు మరియు బేసి సంఖ్య న్యూట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి. మొదటి నాలుగు "బేసి-బేసి" న్యూక్లైడ్‌లు తక్కువ మాలిక్యులర్ వెయిట్ న్యూక్లైడ్‌లలో సంభవిస్తాయి, దీని కోసం ప్రోటాన్ నుండి న్యూట్రాన్‌కు మారడం లేదా దీనికి విరుద్ధంగా మారడం వల్ల చాలా లాప్‌సైడ్ ప్రోటాన్-న్యూట్రాన్ నిష్పత్తి ఏర్పడుతుంది.

పూర్తిగా "స్థిరమైన", బేసి-బేసి న్యూక్లైడ్ 180m 73 Ta, ఇది 254 స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లలో అత్యంత అరుదైనదిగా పరిగణించబడుతుంది మరియు ప్రయోగాత్మక ప్రయత్నాలు చేసినప్పటికీ ఇంకా క్షీణించడాన్ని గమనించని ఏకైక ఆదిమ అణు ఐసోమర్.

న్యూట్రాన్ల బేసి సంఖ్య

న్యూట్రాన్‌ల బేసి సంఖ్య కలిగిన ఆక్టినైడ్‌లు విచ్ఛిత్తికి (థర్మల్ న్యూట్రాన్‌లతో) మొగ్గు చూపుతాయి, అయితే సరి న్యూట్రాన్ సంఖ్య ఉన్నవి వేగంగా న్యూట్రాన్‌లుగా విచ్ఛిత్తి చేస్తాయి. అన్ని పరిశీలనాత్మకంగా స్థిరంగా ఉండే బేసి-బేసి న్యూక్లైడ్‌లు సున్నా కాని పూర్ణాంక స్పిన్‌ను కలిగి ఉంటాయి. ఎందుకంటే ఒకే జతకాని న్యూట్రాన్ మరియు జతకాని ప్రోటాన్ వాటి స్పిన్‌లు సమలేఖనం కాకుండా సమలేఖనం చేయబడితే (కనీసం 1 యూనిట్ మొత్తం స్పిన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది) ఒకదానికొకటి ఎక్కువ అణుశక్తి ఆకర్షణను కలిగి ఉంటాయి.

ప్రకృతిలో సంభవించడం

మూలకాలు ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సహజంగా సంభవించే ఐసోటోపులతో రూపొందించబడ్డాయి. అస్థిర (రేడియో యాక్టివ్) ఐసోటోప్‌లు ప్రాథమిక లేదా పోస్ట్-ఉదాహరణ. అసలు ఐసోటోప్‌లు స్టెల్లార్ న్యూక్లియోసింథసిస్ లేదా కాస్మిక్ రే స్ప్లిటింగ్ వంటి మరొక రకమైన న్యూక్లియోసింథసిస్ యొక్క ఉత్పత్తి, మరియు వాటి క్షయం రేటు చాలా నెమ్మదిగా ఉన్నందున (ఉదా. యురేనియం-238 మరియు పొటాషియం-40) ఇప్పటి వరకు కొనసాగాయి. కాస్మోజెనిక్ న్యూక్లైడ్‌లుగా (ఉదా ట్రిటియం, కార్బన్-14) లేదా రేడియోధార్మిక ప్రిమోర్డియల్ ఐసోటోప్ రేడియోధార్మిక రేడియోజెనిక్ న్యూక్లైడ్ (ఉదా. యురేనియం నుండి రేడియం వరకు) కుళ్ళిపోవడం ద్వారా కాస్మిక్ కిరణాల బాంబర్డ్‌మెంట్ ద్వారా పోస్ట్-నేచురల్ ఐసోటోప్‌లు సృష్టించబడ్డాయి. అనేక ఐసోటోప్‌లు సహజంగా న్యూక్లియోజెనిక్ న్యూక్లైడ్‌లుగా ఇతర సహజ అణు ప్రతిచర్యల ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడతాయి, ఉదాహరణకు సహజ అణు విచ్ఛిత్తి నుండి న్యూట్రాన్‌లు మరొక అణువు ద్వారా గ్రహించబడతాయి.

పైన చర్చించినట్లుగా, 80 మూలకాలు మాత్రమే స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటిలో 26 మాత్రమే స్థిరమైన ఐసోటోప్‌ను కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, స్థిరమైన మూలకాలలో మూడింట రెండు వంతులు భూమిపై సహజంగా కొన్ని స్థిరమైన ఐసోటోపులలో సంభవిస్తాయి, ఒక మూలకం కోసం అత్యధిక సంఖ్యలో స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు పది, టిన్ (50Sn). దాదాపు 94 మూలకాలు భూమిపై ఉన్నాయి (ప్లూటోనియం వరకు మరియు సహా), అయితే కొన్ని చాలా తక్కువ మొత్తంలో మాత్రమే కనిపిస్తాయి, ఉదాహరణకు ప్లూటోనియం-244. భూమిపై సహజంగా ఏర్పడే మూలకాలు (కొన్ని రేడియో ఐసోటోప్‌లుగా మాత్రమే) మొత్తం 339 ఐసోటోప్‌లుగా (న్యూక్లైడ్‌లు) సంభవిస్తాయని శాస్త్రవేత్తలు విశ్వసిస్తున్నారు. సహజంగా సంభవించే ఈ ఐసోటోప్‌లలో కేవలం 254 మాత్రమే స్థిరంగా ఉన్నాయి, అవి ఇప్పటి వరకు గమనించబడలేదు. అదనంగా 35 ప్రిమోర్డియల్ న్యూక్లైడ్‌లు (మొత్తం 289 ప్రిమోర్డియల్ న్యూక్లైడ్‌లు) రేడియోధార్మికతను కలిగి ఉంటాయి, అయితే అవి 80 మిలియన్ సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ సగం జీవితాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి సౌర వ్యవస్థ ప్రారంభం నుండి ఉనికిలో ఉన్నాయి.

అన్ని తెలిసిన స్థిరమైన ఐసోటోపులు భూమిపై సహజంగా సంభవిస్తాయి; ఇతర సహజ ఐసోటోప్‌లు రేడియోధార్మికత కలిగి ఉంటాయి, కానీ వాటి సాపేక్షంగా సుదీర్ఘ అర్ధ-జీవితాల కారణంగా లేదా ఇతర నిరంతర సహజ ఉత్పత్తి పద్ధతుల కారణంగా. వీటిలో పైన పేర్కొన్న కాస్మోజెనిక్ న్యూక్లైడ్‌లు, న్యూక్లియోజెనిక్ న్యూక్లైడ్‌లు మరియు యురేనియం నుండి రాడాన్ మరియు రేడియం వంటి ప్రాథమిక రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్ యొక్క నిరంతర క్షయం ఫలితంగా ఏర్పడే ఏదైనా రేడియోజెనిక్ ఐసోటోప్‌లు ఉన్నాయి.

ప్రకృతిలో కనిపించని మరో ~3000 రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు అణు రియాక్టర్లు మరియు పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్లలో సృష్టించబడ్డాయి. భూమిపై సహజంగా కనిపించని అనేక స్వల్పకాలిక ఐసోటోప్‌లు సహజంగా నక్షత్రాలు లేదా సూపర్నోవాలలో సృష్టించబడిన స్పెక్ట్రోస్కోపిక్ విశ్లేషణ ద్వారా కూడా గమనించబడ్డాయి. ఒక ఉదాహరణ అల్యూమినియం-26, ఇది భూమిపై సహజంగా సంభవించదు, కానీ ఖగోళ శాస్త్ర స్థాయిలో సమృద్ధిగా కనుగొనబడింది.

మూలకాల యొక్క పట్టికలో ఉన్న పరమాణు ద్రవ్యరాశి వివిధ ద్రవ్యరాశితో బహుళ ఐసోటోపుల ఉనికిని వివరించే సగటులు. ఐసోటోప్‌ల ఆవిష్కరణకు ముందు, అణు ద్రవ్యరాశి అయోమయంలో ఉన్న శాస్త్రవేత్తలకు అనుభవపూర్వకంగా నిర్ణయించబడిన నాన్-ఇంటిగ్రేటెడ్ విలువలు. ఉదాహరణకు, క్లోరిన్ నమూనాలో 75.8% క్లోరిన్-35 మరియు 24.2% క్లోరిన్-37 ఉంటాయి, ఇది సగటు పరమాణు ద్రవ్యరాశి 35.5 పరమాణు ద్రవ్యరాశి యూనిట్‌లను ఇస్తుంది.

విశ్వోద్భవ శాస్త్రం యొక్క సాధారణంగా ఆమోదించబడిన సిద్ధాంతం ప్రకారం, హైడ్రోజన్ మరియు హీలియం యొక్క ఐసోటోప్‌లు, లిథియం మరియు బెరీలియం యొక్క కొన్ని ఐసోటోపుల జాడలు మరియు బహుశా కొన్ని బోరాన్లు బిగ్ బ్యాంగ్‌లో సృష్టించబడ్డాయి మరియు మిగిలిన అన్ని ఐసోటోప్‌లు తరువాత నక్షత్రాలు మరియు సూపర్నోవాలలో సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. , అలాగే కాస్మిక్ కిరణాలు మరియు గతంలో పొందిన ఐసోటోప్‌ల వంటి శక్తివంతమైన కణాల మధ్య పరస్పర చర్యలలో. ఈ ప్రక్రియల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన పరిమాణాలు, గెలాక్సీ ద్వారా వాటి ప్రచారం మరియు అస్థిరమైన ఐసోటోపుల క్షయం రేటు కారణంగా భూమిపై ఐసోటోప్‌ల యొక్క సంబంధిత సమృద్ధి ఏర్పడింది. సౌర వ్యవస్థ యొక్క ప్రారంభ విలీనం తర్వాత, ద్రవ్యరాశి ప్రకారం ఐసోటోప్‌లు పునఃపంపిణీ చేయబడ్డాయి మరియు మూలకాల యొక్క ఐసోటోపిక్ కూర్పు గ్రహం నుండి గ్రహానికి కొద్దిగా మారుతుంది. ఇది కొన్నిసార్లు ఉల్కల మూలాన్ని గుర్తించడం సాధ్యం చేస్తుంది.

ఐసోటోపుల పరమాణు ద్రవ్యరాశి

ఐసోటోప్ యొక్క పరమాణు ద్రవ్యరాశి (mr) ప్రధానంగా దాని ద్రవ్యరాశి సంఖ్య (అంటే, దాని కేంద్రకంలోని న్యూక్లియోన్ల సంఖ్య) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. న్యూక్లియస్ యొక్క బైండింగ్ శక్తి, ప్రోటాన్ మరియు న్యూట్రాన్ మధ్య ద్రవ్యరాశిలో చిన్న వ్యత్యాసం మరియు అణువుతో అనుబంధించబడిన ఎలక్ట్రాన్ల ద్రవ్యరాశి కారణంగా చిన్న దిద్దుబాట్లు ఉంటాయి.

మాస్ సంఖ్య పరిమాణం లేని పరిమాణం. పరమాణు ద్రవ్యరాశి, మరోవైపు, కార్బన్-12 అణువు యొక్క ద్రవ్యరాశి ఆధారంగా పరమాణు ద్రవ్యరాశి యూనిట్‌ని ఉపయోగించి కొలుస్తారు. ఇది "u" (ఏకీకృత పరమాణు ద్రవ్యరాశి యూనిట్ కోసం) లేదా "డా" (డాల్టన్ కోసం) చిహ్నాలతో సూచించబడుతుంది.

మూలకం యొక్క సహజ ఐసోటోపుల పరమాణు ద్రవ్యరాశి మూలకం యొక్క పరమాణు ద్రవ్యరాశిని నిర్ణయిస్తుంది. ఒక మూలకం N ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉన్నప్పుడు, దిగువ వ్యక్తీకరణ సగటు పరమాణు ద్రవ్యరాశికి వర్తిస్తుంది:

ఇక్కడ m 1 , m 2 , ..., mN అనేది ఒక్కొక్క ఐసోటోప్ యొక్క పరమాణు ద్రవ్యరాశి, మరియు x 1 , ..., xN అనేది ఈ ఐసోటోపుల సాపేక్ష సమృద్ధి.

ఐసోటోపుల అప్లికేషన్

ఇచ్చిన మూలకం యొక్క వివిధ ఐసోటోప్‌ల లక్షణాలను దోపిడీ చేసే అనేక అప్లికేషన్‌లు ఉన్నాయి. ఐసోటోప్ విభజన అనేది ఒక ముఖ్యమైన సాంకేతిక సమస్య, ముఖ్యంగా యురేనియం లేదా ప్లూటోనియం వంటి భారీ మూలకాలతో. లిథియం, కార్బన్, నైట్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ వంటి తేలికపాటి మూలకాలు సాధారణంగా CO మరియు NO వంటి వాటి సమ్మేళనాల వాయు వ్యాప్తి ద్వారా వేరు చేయబడతాయి. హైడ్రోజన్ మరియు డ్యూటెరియం యొక్క విభజన అసాధారణమైనది ఎందుకంటే ఇది గిర్డ్లర్ సల్ఫైడ్ ప్రక్రియలో భౌతిక లక్షణాల కంటే రసాయనంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. యురేనియం ఐసోటోప్‌లు వాయు వ్యాప్తి, గ్యాస్ సెంట్రిఫ్యూగేషన్, లేజర్ అయనీకరణ విభజన మరియు (మాన్‌హట్టన్ ప్రాజెక్ట్‌లో) మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ ఉత్పత్తి రకం ద్వారా వాల్యూమ్ ద్వారా వేరు చేయబడ్డాయి.

రసాయన మరియు జీవ లక్షణాల ఉపయోగం

• ఐసోటోప్ విశ్లేషణ అనేది ఐసోటోపిక్ సంతకం యొక్క నిర్ణయం, నిర్దిష్ట నమూనాలో ఇచ్చిన మూలకం యొక్క ఐసోటోప్‌ల సాపేక్ష సమృద్ధి. ముఖ్యంగా పోషకాల కోసం, C, N మరియు O ఐసోటోప్‌లలో గణనీయమైన వ్యత్యాసాలు సంభవించవచ్చు.అటువంటి వైవిధ్యాల విశ్లేషణలో ఆహారాలలో కల్తీని గుర్తించడం లేదా ఐసోస్కేప్‌లను ఉపయోగించి ఆహార పదార్థాల భౌగోళిక మూలం వంటి అనేక రకాల అనువర్తనాలు ఉన్నాయి. అంగారక గ్రహంపై ఉద్భవించే కొన్ని ఉల్కలను గుర్తించడం అవి కలిగి ఉన్న ట్రేస్ వాయువుల ఐసోటోపిక్ సంతకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
• గతి ఐసోటోప్ ప్రభావం ద్వారా రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క యంత్రాంగాన్ని గుర్తించడానికి ఐసోటోపిక్ ప్రత్యామ్నాయాన్ని ఉపయోగించవచ్చు.
• మరొక సాధారణ అప్లికేషన్ ఐసోటోపిక్ లేబులింగ్, రసాయన ప్రతిచర్యలలో అసాధారణ ఐసోటోప్‌లను ట్రేసర్‌లుగా లేదా గుర్తులుగా ఉపయోగించడం. సాధారణంగా ఇచ్చిన మూలకం యొక్క పరమాణువులు ఒకదానికొకటి వేరు చేయలేవు. అయినప్పటికీ, వివిధ ద్రవ్యరాశి యొక్క ఐసోటోప్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా, మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ లేదా ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీని ఉపయోగించి వివిధ రేడియోధార్మికత లేని స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కూడా గుర్తించవచ్చు. ఉదాహరణకు, "కణ సంస్కృతిలో అమైనో ఆమ్లాల స్థిరమైన ఐసోటోప్ లేబులింగ్" (SILAC), ప్రోటీన్‌లను లెక్కించడానికి స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు ఉపయోగించబడతాయి. రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లను ఉపయోగించినట్లయితే, అవి విడుదల చేసే రేడియేషన్ ద్వారా వాటిని గుర్తించవచ్చు (దీనినే రేడియో ఐసోటోప్ మార్కింగ్ అంటారు).
• ఐసోటోపిక్ డైల్యూషన్ పద్ధతిని ఉపయోగించి వివిధ మూలకాలు లేదా పదార్ధాల ఏకాగ్రతను నిర్ణయించడానికి ఐసోటోప్‌లను సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు, దీనిలో తెలిసిన మొత్తంలో ఐసోటోపిక్‌గా ప్రత్యామ్నాయ సమ్మేళనాలు నమూనాలతో మిళితం చేయబడతాయి మరియు ఫలిత మిశ్రమాల యొక్క ఐసోటోపిక్ లక్షణాలు మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీని ఉపయోగించి నిర్ణయించబడతాయి.

అణు లక్షణాలను ఉపయోగించడం

• రేడియో ఐసోటోప్ ట్యాగింగ్‌కు సమానమైన పద్ధతి రేడియోమెట్రిక్ డేటింగ్: అస్థిర మూలకం యొక్క తెలిసిన అర్ధ-జీవితాన్ని ఉపయోగించి, తెలిసిన ఐసోటోప్ ఏకాగ్రత ఉనికి నుండి గడిచిన సమయాన్ని లెక్కించవచ్చు. అత్యంత విస్తృతంగా తెలిసిన ఉదాహరణ రేడియోకార్బన్ డేటింగ్, ఇది కర్బన పదార్థాల వయస్సును నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
• స్పెక్ట్రోస్కోపీ యొక్క కొన్ని రూపాలు రేడియోధార్మిక మరియు స్థిరమైన నిర్దిష్ట ఐసోటోపుల యొక్క ప్రత్యేక అణు లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, న్యూక్లియర్ మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ (NMR) స్పెక్ట్రోస్కోపీని జీరో కాని న్యూక్లియర్ స్పిన్‌తో ఐసోటోప్‌ల కోసం మాత్రమే ఉపయోగించవచ్చు. NMR స్పెక్ట్రోస్కోపీలో ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ ఐసోటోప్‌లు 1 H, 2 D, 15 N, 13 C మరియు 31 P.
• Mössbauer స్పెక్ట్రోస్కోపీ 57 Fe వంటి నిర్దిష్ట ఐసోటోపుల అణు పరివర్తనలపై కూడా ఆధారపడుతుంది.

బహుశా, ఐసోటోపుల గురించి వినని వ్యక్తి భూమిపై లేడు. కానీ అది ఏమిటో అందరికీ తెలియదు. "రేడియో యాక్టివ్ ఐసోటోప్స్" అనే పదం ముఖ్యంగా భయానకంగా అనిపిస్తుంది. ఈ అస్పష్టమైన రసాయన మూలకాలు మానవాళిని భయపెడుతున్నాయి, కానీ వాస్తవానికి అవి మొదటి చూపులో కనిపించేంత భయానకంగా లేవు.

నిర్వచనం

రేడియోధార్మిక మూలకాల భావనను అర్థం చేసుకోవడానికి, ఐసోటోప్‌లు ఒకే రసాయన మూలకం యొక్క నమూనాలు, కానీ వేర్వేరు ద్రవ్యరాశితో ఉన్నాయని చెప్పడం మొదట అవసరం. దాని అర్థం ఏమిటి? పరమాణువు యొక్క నిర్మాణాన్ని మనం మొదట గుర్తుంచుకుంటే ప్రశ్నలు అదృశ్యమవుతాయి. ఇందులో ఎలక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లు ఉంటాయి. అణువు యొక్క కేంద్రకంలోని మొదటి రెండు ప్రాథమిక కణాల సంఖ్య ఎల్లప్పుడూ స్థిరంగా ఉంటుంది, అయితే న్యూట్రాన్లు వాటి స్వంత ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి, అదే పదార్థంలో వేర్వేరు పరిమాణాలలో సంభవించవచ్చు. ఈ పరిస్థితి వివిధ భౌతిక లక్షణాలతో విభిన్న రసాయన మూలకాలకు దారితీస్తుంది.

ఇప్పుడు మనం అధ్యయనంలో ఉన్న భావనకు శాస్త్రీయ నిర్వచనం ఇవ్వవచ్చు. కాబట్టి, ఐసోటోప్‌లు రసాయన మూలకాల యొక్క సంచిత సమితి, ఇవి లక్షణాలలో సారూప్యత కలిగి ఉంటాయి, కానీ విభిన్న ద్రవ్యరాశి మరియు భౌతిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. మరింత ఆధునిక పరిభాష ప్రకారం, వాటిని రసాయన మూలకం యొక్క న్యూక్లియోటైడ్ల గెలాక్సీ అంటారు.

కొంచెం చరిత్ర

గత శతాబ్దం ప్రారంభంలో, శాస్త్రవేత్తలు వేర్వేరు పరిస్థితులలో ఒకే రసాయన సమ్మేళనం ఎలక్ట్రాన్ న్యూక్లియైల యొక్క వివిధ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటుందని కనుగొన్నారు. పూర్తిగా సైద్ధాంతిక దృక్కోణం నుండి, అటువంటి మూలకాలు కొత్తవిగా పరిగణించబడతాయి మరియు అవి D. మెండలీవ్ యొక్క ఆవర్తన పట్టికలో ఖాళీ కణాలను పూరించవచ్చు. కానీ అందులో తొమ్మిది ఉచిత కణాలు మాత్రమే ఉన్నాయి మరియు శాస్త్రవేత్తలు డజన్ల కొద్దీ కొత్త మూలకాలను కనుగొన్నారు. అదనంగా, గణిత గణనలు కనుగొన్న సమ్మేళనాలను గతంలో తెలియనివిగా పరిగణించలేమని చూపించాయి, ఎందుకంటే వాటి రసాయన లక్షణాలు ఇప్పటికే ఉన్న వాటి లక్షణాలకు పూర్తిగా అనుగుణంగా ఉంటాయి.

సుదీర్ఘ చర్చల తర్వాత, ఈ మూలకాలను ఐసోటోప్‌లుగా పిలవాలని మరియు కేంద్రకాలు వాటితో సమాన సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్‌లను కలిగి ఉన్న వాటిని అదే సెల్‌లో ఉంచాలని నిర్ణయించారు. ఐసోటోప్‌లు రసాయన మూలకాల యొక్క కొన్ని వైవిధ్యాలు మాత్రమే అని శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించగలిగారు. అయినప్పటికీ, వారి సంభవించిన కారణాలు మరియు జీవిత కాల వ్యవధి దాదాపు ఒక శతాబ్దం పాటు అధ్యయనం చేయబడ్డాయి. 21వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో కూడా, మానవాళికి ఐసోటోపుల గురించి పూర్తిగా తెలుసునని చెప్పడం అసాధ్యం.

నిరంతర మరియు నిరంతర వైవిధ్యాలు

ప్రతి రసాయన మూలకం అనేక ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటుంది. వాటి కేంద్రకాలలో ఉచిత న్యూట్రాన్లు ఉన్నందున, అవి ఎల్లప్పుడూ మిగిలిన పరమాణువుతో స్థిరమైన బంధాలలోకి ప్రవేశించవు. కొంత సమయం తరువాత, ఉచిత కణాలు కోర్ని వదిలివేస్తాయి, ఇది దాని ద్రవ్యరాశి మరియు భౌతిక లక్షణాలను మారుస్తుంది. ఈ విధంగా ఇతర ఐసోటోప్‌లు ఏర్పడతాయి, ఇది చివరికి సమాన సంఖ్యలో ప్రోటాన్‌లు, న్యూట్రాన్‌లు మరియు ఎలక్ట్రాన్‌లతో కూడిన పదార్ధం ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది.

చాలా త్వరగా క్షీణించే పదార్థాలను రేడియోధార్మిక ఐసోటోపులు అంటారు. అవి పెద్ద సంఖ్యలో న్యూట్రాన్‌లను అంతరిక్షంలోకి విడుదల చేస్తాయి, శక్తివంతమైన అయోనైజింగ్ గామా రేడియేషన్‌ను ఏర్పరుస్తాయి, ఇది బలమైన చొచ్చుకుపోయే సామర్థ్యానికి ప్రసిద్ధి చెందింది, ఇది జీవులను ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

మరింత స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు రేడియోధార్మికత కావు, ఎందుకంటే అవి విడుదల చేసే ఉచిత న్యూట్రాన్‌ల సంఖ్య రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేయగలదు మరియు ఇతర పరమాణువులను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

చాలా కాలం క్రితం, శాస్త్రవేత్తలు ఒక ముఖ్యమైన నమూనాను స్థాపించారు: ప్రతి రసాయన మూలకం దాని స్వంత ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటుంది, నిరంతర లేదా రేడియోధార్మికత. ఆసక్తికరంగా, వాటిలో చాలా ప్రయోగశాలలో పొందబడ్డాయి మరియు వాటి సహజ రూపంలో వాటి ఉనికి చిన్నది మరియు ఎల్లప్పుడూ పరికరాల ద్వారా నమోదు చేయబడదు.

ప్రకృతిలో పంపిణీ

సహజ పరిస్థితులలో, చాలా తరచుగా పదార్థాలు ఉన్నాయి, దీని ఐసోటోప్ ద్రవ్యరాశి నేరుగా D. మెండలీవ్ పట్టికలో దాని ఆర్డినల్ సంఖ్య ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, హైడ్రోజన్, చిహ్నం H ద్వారా సూచించబడుతుంది, ఇది క్రమ సంఖ్య 1ని కలిగి ఉంటుంది మరియు దాని ద్రవ్యరాశి ఒకదానికి సమానం. దాని ఐసోటోపులు, 2H మరియు 3H, ప్రకృతిలో చాలా అరుదు.

మానవ శరీరంలో కూడా నిర్దిష్ట మొత్తంలో రేడియోధార్మిక ఐసోటోపులు ఉంటాయి. అవి కార్బన్ ఐసోటోపుల రూపంలో ఆహారం ద్వారా లోపలికి వస్తాయి, ఇది మట్టి లేదా గాలి నుండి మొక్కల ద్వారా గ్రహించబడుతుంది మరియు కిరణజన్య సంయోగక్రియ సమయంలో సేంద్రీయ పదార్థం యొక్క కూర్పులోకి వెళుతుంది. అందువల్ల, మానవులు, జంతువులు మరియు మొక్కలు రెండూ నిర్దిష్ట రేడియేషన్ నేపథ్యాన్ని విడుదల చేస్తాయి. ఇది చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది సాధారణ పనితీరు మరియు పెరుగుదలకు అంతరాయం కలిగించదు.

ఐసోటోప్‌ల ఏర్పాటుకు దోహదపడే మూలాలు భూమి యొక్క కోర్ లోపలి పొరలు మరియు బాహ్య అంతరిక్షం నుండి వచ్చే రేడియేషన్.

మీకు తెలిసినట్లుగా, గ్రహం మీద ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా దాని హాట్ కోర్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. కానీ ఈ వేడికి మూలం రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు పాల్గొనే సంక్లిష్టమైన థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ అని ఇటీవలే స్పష్టమైంది.

ఐసోటోప్ క్షయం

ఐసోటోప్‌లు అస్థిర నిర్మాణాలు కాబట్టి, కాలక్రమేణా అవి ఎల్లప్పుడూ రసాయన మూలకాల యొక్క శాశ్వత కేంద్రకాలుగా క్షీణిస్తున్నాయని భావించవచ్చు. ఈ ప్రకటన నిజం, ఎందుకంటే శాస్త్రవేత్తలు ప్రకృతిలో భారీ సంఖ్యలో రేడియోధార్మిక ఐసోటోపులను గుర్తించలేకపోయారు. మరియు ప్రయోగశాలలలో తవ్విన వాటిలో చాలా వరకు కొన్ని నిమిషాల నుండి చాలా రోజుల వరకు కొనసాగాయి, ఆపై తిరిగి సాధారణ రసాయన మూలకాలుగా మారాయి.

కానీ ప్రకృతిలో క్షీణతకు చాలా నిరోధకత కలిగిన ఐసోటోపులు కూడా ఉన్నాయి. అవి బిలియన్ల సంవత్సరాల పాటు ఉండవచ్చు. అటువంటి మూలకాలు ఆ సుదూర కాలంలో ఏర్పడ్డాయి, భూమి ఇంకా ఏర్పడుతున్నప్పుడు మరియు దాని ఉపరితలంపై ఘన క్రస్ట్ కూడా లేదు.

రేడియోధార్మిక ఐసోటోపులు క్షీణిస్తాయి మరియు చాలా త్వరగా తిరిగి ఏర్పడతాయి. అందువల్ల, ఐసోటోప్ యొక్క స్థిరత్వం యొక్క అంచనాను సులభతరం చేయడానికి, శాస్త్రవేత్తలు దాని సగం జీవితం యొక్క వర్గాన్ని పరిగణించాలని నిర్ణయించుకున్నారు.

సగం జీవితం

ఈ భావన అంటే ఏమిటో పాఠకులందరికీ వెంటనే స్పష్టంగా తెలియకపోవచ్చు. దానిని నిర్వచించుకుందాం. ఐసోటోప్ యొక్క సగం జీవితం అనేది తీసుకున్న పదార్ధం యొక్క షరతులతో కూడిన సగం ఉనికిని కోల్పోయే సమయం.

మిగిలిన కనెక్షన్ అదే సమయంలో నాశనం చేయబడుతుందని దీని అర్థం కాదు. ఈ సగానికి సంబంధించి, వేరే వర్గాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం - దాని రెండవ భాగం, అంటే పదార్ధం యొక్క అసలు మొత్తంలో నాలుగింట ఒక వంతు అదృశ్యమయ్యే కాలం. మరియు ఈ పరిశీలన అనంతంగా కొనసాగుతుంది. ఈ ప్రక్రియ ఆచరణాత్మకంగా అంతులేనిది కాబట్టి, పదార్థం యొక్క ప్రారంభ మొత్తం పూర్తిగా క్షీణించే సమయాన్ని లెక్కించడం అసాధ్యం అని భావించవచ్చు.

ఏది ఏమైనప్పటికీ, శాస్త్రవేత్తలు, అర్ధ-జీవితాన్ని తెలుసుకోవడం, ప్రారంభంలో ఎంత పదార్థం ఉందో గుర్తించగలరు. సంబంధిత శాస్త్రాలలో ఈ డేటా విజయవంతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ఆధునిక శాస్త్రీయ ప్రపంచంలో, పూర్తి క్షయం అనే భావన ఆచరణాత్మకంగా ఉపయోగించబడదు. ప్రతి ఐసోటోప్ కోసం, దాని అర్ధ-జీవితాన్ని సూచించడం ఆచారం, ఇది కొన్ని సెకన్ల నుండి అనేక బిలియన్ల సంవత్సరాల వరకు మారుతుంది. తక్కువ సగం జీవితం, పదార్ధం నుండి ఎక్కువ రేడియేషన్ వస్తుంది మరియు దాని రేడియోధార్మికత ఎక్కువ.

ఖనిజాల సుసంపన్నం

సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీలోని కొన్ని శాఖలలో, సాపేక్షంగా పెద్ద మొత్తంలో రేడియోధార్మిక పదార్థాల వాడకం తప్పనిసరి అని పరిగణించబడుతుంది. కానీ అదే సమయంలో, సహజ పరిస్థితులలో, చాలా తక్కువ సమ్మేళనాలు ఉన్నాయి.

ఐసోటోప్‌లు రసాయన మూలకాల యొక్క అసాధారణ వైవిధ్యాలు అని తెలుసు. వారి సంఖ్య అత్యంత నిరోధక రకాల్లో కొన్ని శాతం ద్వారా కొలుస్తారు. అందుకే శాస్త్రవేత్తలు శిలాజ పదార్థాల కృత్రిమ సుసంపన్నతను చేపట్టాలి.

పరిశోధన సంవత్సరాలలో, ఐసోటోప్ యొక్క క్షయం చైన్ రియాక్షన్‌తో కూడి ఉంటుందని కనుగొనడం సాధ్యమైంది. ఒక పదార్ధం యొక్క విడుదలైన న్యూట్రాన్లు మరొక పదార్థాన్ని ప్రభావితం చేయడం ప్రారంభిస్తాయి. దీని ఫలితంగా, భారీ కేంద్రకాలు తేలికైనవిగా విడిపోతాయి మరియు కొత్త రసాయన మూలకాలు పొందబడతాయి.

ఈ దృగ్విషయాన్ని చైన్ రియాక్షన్ అని పిలుస్తారు, దీని ఫలితంగా మరింత స్థిరమైన, కానీ తక్కువ సాధారణ ఐసోటోప్‌లను పొందవచ్చు, ఇవి తరువాత జాతీయ ఆర్థిక వ్యవస్థలో ఉపయోగించబడతాయి.

క్షయం శక్తి యొక్క అప్లికేషన్

రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్ క్షయం సమయంలో, భారీ మొత్తంలో ఉచిత శక్తి విడుదలవుతుందని శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు. దీని పరిమాణం సాధారణంగా క్యూరీ యూనిట్ ద్వారా కొలుస్తారు, ఇది 1 సెకనులో 1 గ్రా రాడాన్-222 యొక్క విచ్ఛిత్తి సమయానికి సమానం. ఈ సూచిక ఎక్కువ, ఎక్కువ శక్తి విడుదల అవుతుంది.

ఉచిత శక్తిని ఉపయోగించుకునే మార్గాల అభివృద్ధికి ఇది కారణం. అణు రియాక్టర్లు ఈ విధంగా కనిపించాయి, దీనిలో రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్ ఉంచబడుతుంది. అది ఇచ్చే శక్తిలో ఎక్కువ భాగం సేకరించి విద్యుత్‌గా మార్చబడుతుంది. ఈ రియాక్టర్ల ఆధారంగా, అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లు సృష్టించబడతాయి, ఇవి చౌకైన విద్యుత్తును అందిస్తాయి. అటువంటి రియాక్టర్ల యొక్క తగ్గించబడిన సంస్కరణలు స్వీయ-చోదక యంత్రాంగాలపై ఉంచబడతాయి. ప్రమాదాల ప్రమాదాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, చాలా తరచుగా ఇటువంటి యంత్రాలు జలాంతర్గాములు. రియాక్టర్ వైఫల్యం సందర్భంలో, జలాంతర్గామిలో బాధితుల సంఖ్యను తగ్గించడం సులభం అవుతుంది.

అర్ధ-జీవిత శక్తిని ఉపయోగించడం కోసం మరొక చాలా భయానక ఎంపిక అణు బాంబులు. రెండవ ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో, వారు జపాన్ నగరాలైన హిరోషిమా మరియు నాగసాకిలో మానవత్వంపై పరీక్షించబడ్డారు. పరిణామాలు చాలా బాధాకరమైనవి. అందువల్ల, ఈ ప్రమాదకరమైన ఆయుధాలను ఉపయోగించకూడదని ప్రపంచానికి ఒప్పందం ఉంది. అదే సమయంలో, సైనికీకరణపై దృష్టి సారించిన పెద్ద రాష్ట్రాలు నేడు ఈ పరిశ్రమలో పరిశోధనలను కొనసాగిస్తున్నాయి. అదనంగా, వారిలో చాలా మంది, ప్రపంచ సమాజం నుండి రహస్యంగా, అణు బాంబులను తయారు చేస్తున్నారు, ఇవి జపాన్‌లో ఉపయోగించే వాటి కంటే వేల రెట్లు ప్రమాదకరమైనవి.

వైద్యంలో ఐసోటోపులు

శాంతియుత ప్రయోజనాల కోసం, రేడియోధార్మిక ఐసోటోపుల క్షయం వైద్యంలో ఉపయోగించడం నేర్చుకుంది. శరీరం యొక్క ప్రభావిత ప్రాంతానికి రేడియేషన్‌ను నిర్దేశించడం ద్వారా, వ్యాధి యొక్క కోర్సును ఆపడం లేదా రోగి పూర్తిగా కోలుకోవడానికి సహాయం చేయడం సాధ్యపడుతుంది.

కానీ తరచుగా రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు డయాగ్నస్టిక్స్ కోసం ఉపయోగించబడతాయి. విషయం ఏమిటంటే, వాటి కదలిక మరియు క్లస్టర్ యొక్క స్వభావం వారు ఉత్పత్తి చేసే రేడియేషన్ ద్వారా పరిష్కరించడం చాలా సులభం. కాబట్టి, ఒక నిర్దిష్ట ప్రమాదకరం కాని మొత్తంలో రేడియోధార్మిక పదార్థం మానవ శరీరంలోకి ప్రవేశపెడతారు మరియు వైద్యులు అది ఎలా మరియు ఎక్కడ వస్తుందో పరిశీలించడానికి పరికరాలను ఉపయోగిస్తారు.

అందువలన, మెదడు యొక్క పని నిర్ధారణ, క్యాన్సర్ కణితుల స్వభావం, ఎండోక్రైన్ మరియు బాహ్య స్రావం గ్రంధుల పని యొక్క లక్షణాలు నిర్వహించబడతాయి.

పురావస్తు శాస్త్రంలో అప్లికేషన్

జీవులలో ఎల్లప్పుడూ రేడియోధార్మిక కార్బన్ -14 ఉంటుందని తెలుసు, దీని సగం జీవితం ఐసోటోప్ 5570 సంవత్సరాలు. అదనంగా, అతని మరణం యొక్క క్షణం వరకు శరీరంలో ఈ మూలకం ఎంత ఉందో శాస్త్రవేత్తలకు తెలుసు. అంటే కత్తిరించిన చెట్లన్నీ ఒకే మొత్తంలో రేడియేషన్‌ను విడుదల చేస్తాయి. కాలక్రమేణా, రేడియేషన్ యొక్క తీవ్రత తగ్గుతుంది.

ఇది పురావస్తు శాస్త్రవేత్తలకు గాలీ లేదా మరేదైనా ఓడను నిర్మించిన చెట్టు ఎంత కాలం క్రితం చనిపోయిందో మరియు నిర్మాణ సమయంలోనే నిర్ణయించడంలో సహాయపడుతుంది. ఈ పరిశోధన పద్ధతిని రేడియోధార్మిక కార్బన్ విశ్లేషణ అంటారు. అతనికి ధన్యవాదాలు, శాస్త్రవేత్తలు చారిత్రక సంఘటనల కాలక్రమాన్ని స్థాపించడం సులభం.

రేడియోధార్మికత యొక్క దృగ్విషయాన్ని అధ్యయనం చేయడం, XX శతాబ్దం మొదటి దశాబ్దంలో శాస్త్రవేత్తలు. పెద్ద సంఖ్యలో రేడియోధార్మిక పదార్ధాలను కనుగొన్నారు - సుమారు 40. బిస్మత్ మరియు యురేనియం మధ్య విరామంలో మూలకాల యొక్క ఆవర్తన పట్టికలో ఖాళీ స్థలాల కంటే వాటిలో చాలా ఎక్కువ ఉన్నాయి. ఈ పదార్ధాల స్వభావం వివాదాస్పదమైంది. కొంతమంది పరిశోధకులు వాటిని స్వతంత్ర రసాయన మూలకాలుగా పరిగణించారు, అయితే ఈ సందర్భంలో ఆవర్తన పట్టికలో వాటి స్థానం యొక్క ప్రశ్న కరగనిదిగా మారింది. ఇతరులు సాధారణంగా వాటిని శాస్త్రీయ కోణంలో మూలకాలు అని పిలిచే హక్కును తిరస్కరించారు. 1902లో, ఆంగ్ల భౌతిక శాస్త్రవేత్త D. మార్టిన్ అటువంటి పదార్ధాలను రేడియో ఎలిమెంట్స్ అని పిలిచాడు. వాటిని అధ్యయనం చేసినట్లుగా, కొన్ని రేడియో ఎలిమెంట్స్ సరిగ్గా ఒకే రసాయన లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయని తేలింది, అయితే పరమాణు ద్రవ్యరాశిలో తేడా ఉంటుంది. ఈ పరిస్థితి ఆవర్తన చట్టంలోని ప్రధాన నిబంధనలకు విరుద్ధంగా ఉంది. ఆంగ్ల శాస్త్రవేత్త F. Soddy వైరుధ్యాన్ని పరిష్కరించారు. 1913లో, అతను రసాయనికంగా సారూప్యమైన రేడియో ఎలిమెంట్‌లను ఐసోటోప్‌లు అని పిలిచాడు (గ్రీకు పదాల నుండి "ఒకే" మరియు "స్థలం" అని అర్ధం), అంటే, ఆవర్తన వ్యవస్థలో అదే స్థానాన్ని ఆక్రమించింది. రేడియోధార్మిక మూలకాలు సహజ రేడియోధార్మిక మూలకాల ఐసోటోప్‌లుగా మారాయి. అవన్నీ మూడు రేడియోధార్మిక కుటుంబాలుగా మిళితం చేయబడ్డాయి, వీటి పూర్వీకులు థోరియం మరియు యురేనియం యొక్క ఐసోటోపులు.

ఆక్సిజన్ యొక్క ఐసోటోపులు. పొటాషియం మరియు ఆర్గాన్ యొక్క ఐసోబార్లు (ఐసోబార్లు ఒకే ద్రవ్యరాశి సంఖ్యతో విభిన్న మూలకాల పరమాణువులు).

సరి మరియు బేసి మూలకాల కోసం స్థిరమైన ఐసోటోపుల సంఖ్య.

ఇతర స్థిరమైన రసాయన మూలకాలు కూడా ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉన్నాయని త్వరలోనే స్పష్టమైంది. వారి ఆవిష్కరణలో ప్రధాన మెరిట్ ఆంగ్ల భౌతిక శాస్త్రవేత్త F. ఆస్టన్‌కు చెందినది. అతను అనేక మూలకాలలో స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కనుగొన్నాడు.

ఆధునిక దృక్కోణం నుండి, ఐసోటోప్‌లు రసాయన మూలకం యొక్క అణువుల రకాలు: అవి వేర్వేరు పరమాణు ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి, కానీ అదే అణు ఛార్జ్.

వాటి కేంద్రకాలు ఒకే సంఖ్యలో ప్రోటాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి, అయితే వేరే సంఖ్యలో న్యూట్రాన్‌లు ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, Z = 8తో సహజ ఆక్సిజన్ ఐసోటోప్‌లు వాటి కేంద్రకాలలో వరుసగా 8, 9 మరియు 10 న్యూట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి. ఐసోటోప్ యొక్క కేంద్రకంలోని ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్ల సంఖ్యల మొత్తాన్ని ద్రవ్యరాశి సంఖ్య A అంటారు. కాబట్టి, సూచించిన ఆక్సిజన్ ఐసోటోపుల ద్రవ్యరాశి సంఖ్యలు 16, 17 మరియు 18. ఐసోటోపుల యొక్క క్రింది హోదా ఇప్పుడు ఆమోదించబడింది: Z మూలకం చిహ్నానికి దిగువ ఎడమవైపున విలువ ఇవ్వబడింది, ఎగువ ఎడమవైపున A విలువ ఇవ్వబడుతుంది. ఉదాహరణకు: 16 8 O, 17 8 O, 18 8 O.

కృత్రిమ రేడియోధార్మికత యొక్క దృగ్విషయాన్ని కనుగొన్న తర్వాత, 1 నుండి 110 వరకు Z ఉన్న మూలకాల కోసం అణు ప్రతిచర్యలను ఉపయోగించి దాదాపు 1800 కృత్రిమ రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు పొందబడ్డాయి. కృత్రిమ రేడియో ఐసోటోప్‌లలో అత్యధిక భాగం చాలా తక్కువ అర్ధ-జీవితాలను కలిగి ఉంటాయి, వీటిని సెకన్లు మరియు సెకనుల భిన్నాలలో కొలుస్తారు; కొద్దిమంది మాత్రమే సాపేక్షంగా సుదీర్ఘ జీవితకాలం కలిగి ఉంటారు (ఉదాహరణకు, 10 బీ - 2.7 10 6 సంవత్సరాలు, 26 అల్ - 8 10 5 సంవత్సరాలు, మొదలైనవి).

స్థిరమైన మూలకాలు దాదాపు 280 ఐసోటోపులతో ప్రకృతిలో ఉన్నాయి. అయినప్పటికీ, వాటిలో కొన్ని భారీ అర్ధ-జీవితాలతో (ఉదాహరణకు, 40 K, 87 Rb, 138 La, l47 Sm, 176 Lu, 187 Re) కొద్దిగా రేడియోధార్మికతగా మారాయి. ఈ ఐసోటోపుల జీవితకాలం చాలా పొడవుగా ఉంటుంది, వాటిని స్థిరంగా పరిగణించవచ్చు.

స్థిరమైన ఐసోటోపుల ప్రపంచంలో ఇంకా చాలా సమస్యలు ఉన్నాయి. కాబట్టి, వివిధ మూలకాలలో వాటి సంఖ్య ఎందుకు చాలా మారుతుందో స్పష్టంగా లేదు. దాదాపు 25% స్థిరమైన మూలకాలు (Be, F, Na, Al, P, Sc, Mn, Co, As, Y, Nb, Rh, I, Cs, Pt, Tb, Ho, Tu, Ta, Au) ఇందులో ఉన్నాయి ప్రకృతి ఒకే రకమైన పరమాణువు. ఇవి ఒకే మూలకాలు అని పిలవబడేవి. ఆసక్తికరంగా, అవన్నీ (Be మినహా) బేసి Z విలువలను కలిగి ఉంటాయి.సాధారణంగా, బేసి మూలకాల కోసం, స్థిరమైన ఐసోటోప్‌ల సంఖ్య రెండుకి మించదు. దీనికి విరుద్ధంగా, Z కూడా ఉన్న కొన్ని మూలకాలు పెద్ద సంఖ్యలో ఐసోటోప్‌లతో కూడి ఉంటాయి (ఉదాహరణకు, Xeకి 9, Sn - 10 స్థిరమైన ఐసోటోపులు ఉన్నాయి).

ఇచ్చిన మూలకం యొక్క స్థిరమైన ఐసోటోపుల సమితిని గెలాక్సీ అంటారు. గెలాక్సీలో వాటి కంటెంట్ తరచుగా చాలా హెచ్చుతగ్గులకు లోనవుతుంది. ఈ నియమానికి మినహాయింపులు ఉన్నప్పటికీ, నాలుగు (12 C, 16 O, 20 Ca, మొదలైనవి) యొక్క గుణిజాలు కలిగిన ద్రవ్యరాశి సంఖ్యలతో సమృద్ధిగా ఉన్న ఐసోటోప్‌లు అత్యధికంగా ఉన్నాయని గమనించడం ఆసక్తికరంగా ఉంది.

స్థిరమైన ఐసోటోప్‌ల ఆవిష్కరణ పరమాణు ద్రవ్యరాశి యొక్క దీర్ఘకాలిక రహస్యాన్ని పరిష్కరించడానికి సాధ్యపడింది - గెలాక్సీలోని మూలకాల యొక్క స్థిరమైన ఐసోటోపుల యొక్క వివిధ శాతాల కారణంగా పూర్ణాంకాల నుండి వాటి విచలనం.

న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్‌లో, "ఐసోబార్లు" అనే భావన అంటారు. ఐసోబార్‌లను ఒకే ద్రవ్యరాశి సంఖ్యలను కలిగి ఉండే విభిన్న మూలకాల (అనగా, వేర్వేరు Z విలువలతో) ఐసోటోప్‌లు అంటారు. ఐసోబార్ల అధ్యయనం అణు కేంద్రకాల యొక్క ప్రవర్తన మరియు లక్షణాలలో అనేక ముఖ్యమైన క్రమబద్ధతలను స్థాపించడానికి దోహదపడింది. సోవియట్ రసాయన శాస్త్రవేత్త S. A. షుకరేవ్ మరియు యెమెన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త I. మట్టౌచ్ రూపొందించిన నియమం ద్వారా ఈ క్రమబద్ధతల్లో ఒకటి వ్యక్తీకరించబడింది. ఇది ఇలా చెబుతోంది: రెండు ఐసోబార్‌లు Z విలువలలో 1 తేడాతో ఉంటే, వాటిలో ఒకటి తప్పనిసరిగా రేడియోధార్మికత కలిగి ఉంటుంది. ఒక జత ఐసోబార్‌లకు ఒక క్లాసిక్ ఉదాహరణ 40 18 Ar - 40 19 K. ఇందులో, పొటాషియం ఐసోటోప్ రేడియోధార్మికత కలిగి ఉంటుంది. టెక్నీషియం (Z = 43) మరియు ప్రోమెథియం (Z = 61) మూలకాలు ఎందుకు స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉండవు అని వివరించడానికి షుకరేవ్-మట్టౌచ్ నియమం సాధ్యపడింది. అవి బేసి Z విలువలను కలిగి ఉన్నందున, వాటికి రెండు కంటే ఎక్కువ స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు ఆశించబడవు. కానీ టెక్నీషియం మరియు ప్రోమేథియం యొక్క ఐసోబార్‌లు వరుసగా మాలిబ్డినం (Z = 42) మరియు రుథేనియం (Z = 44), నియోడైమియం (Z = 60) మరియు సమారియం (Z = 62) యొక్క ఐసోటోప్‌లు ప్రకృతిలో ప్రాతినిధ్యం వహిస్తాయని తేలింది. ద్రవ్యరాశి సంఖ్యల విస్తృత శ్రేణిలో అణువుల స్థిరమైన రకాలు. అందువలన, భౌతిక చట్టాలు టెక్నీషియం మరియు ప్రోమేథియం యొక్క స్థిరమైన ఐసోటోపుల ఉనికిపై నిషేధాన్ని విధిస్తాయి. అందుకే ఈ మూలకాలు వాస్తవానికి ప్రకృతిలో లేవు మరియు వాటిని కృత్రిమంగా సంశ్లేషణ చేయాల్సి వచ్చింది.

ఐసోటోపుల యొక్క ఆవర్తన వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేయడానికి శాస్త్రవేత్తలు చాలా కాలంగా ప్రయత్నిస్తున్నారు. వాస్తవానికి, ఇది మూలకాల యొక్క ఆవర్తన వ్యవస్థ ఆధారంగా కాకుండా ఇతర సూత్రాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కానీ ఈ ప్రయత్నాలు ఇంకా సంతృప్తికరమైన ఫలితాలకు దారితీయలేదు. నిజమే, పరమాణు కేంద్రకాలలో ప్రోటాన్ మరియు న్యూట్రాన్ షెల్‌లను నింపే క్రమం సూత్రప్రాయంగా పరమాణువులలోని ఎలక్ట్రాన్ షెల్‌లు మరియు సబ్‌షెల్‌ల నిర్మాణాన్ని పోలి ఉంటుందని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు నిరూపించారు (అటామ్ చూడండి).

ఇచ్చిన మూలకం యొక్క ఐసోటోపుల ఎలక్ట్రాన్ షెల్లు సరిగ్గా అదే విధంగా నిర్మించబడ్డాయి. అందువల్ల, వాటి రసాయన మరియు భౌతిక లక్షణాలు దాదాపు ఒకేలా ఉంటాయి. హైడ్రోజన్ (ప్రోటియం మరియు డ్యూటెరియం) యొక్క ఐసోటోప్‌లు మరియు వాటి సమ్మేళనాలు మాత్రమే లక్షణాలలో గుర్తించదగిన వ్యత్యాసాలను చూపుతాయి. ఉదాహరణకు, భారీ నీరు (D 2 O) +3.8 వద్ద ఘనీభవిస్తుంది, 101.4 ° C వద్ద మరుగుతుంది, 1.1059 g / cm 3 సాంద్రత కలిగి ఉంటుంది, జంతు మరియు వృక్ష జీవుల జీవితానికి మద్దతు ఇవ్వదు. హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌గా నీరు విద్యుద్విశ్లేషణ సమయంలో, H 2 0 అణువులు ప్రధానంగా కుళ్ళిపోతాయి, అయితే భారీ నీటి అణువులు ఎలక్ట్రోలైజర్‌లో ఉంటాయి.

ఇతర మూలకాల ఐసోటోపులను వేరు చేయడం చాలా కష్టమైన పని. అయినప్పటికీ, అనేక సందర్భాల్లో, సహజ సమృద్ధితో పోలిస్తే గణనీయంగా మారిన కంటెంట్‌తో వ్యక్తిగత మూలకాల ఐసోటోప్‌లు అవసరమవుతాయి. ఉదాహరణకు, పరమాణు శక్తి సమస్యను పరిష్కరించేటప్పుడు, ఐసోటోప్‌లు 235 U మరియు 238 Uలను వేరుచేయడం అవసరం అయింది. ఈ ప్రయోజనం కోసం, మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ పద్ధతి మొదట వర్తించబడింది, దీని సహాయంతో మొదటి కిలోగ్రాముల యురేనియం-235 పొందబడింది. 1944లో USAలో. అయినప్పటికీ, ఈ పద్ధతి చాలా ఖరీదైనదిగా మారింది మరియు UF 6ని ఉపయోగించే వాయు వ్యాప్తి పద్ధతి ద్వారా భర్తీ చేయబడింది. ఇప్పుడు ఐసోటోప్‌లను వేరు చేయడానికి అనేక పద్ధతులు ఉన్నాయి, కానీ అవన్నీ చాలా క్లిష్టమైనవి మరియు ఖరీదైనవి. అయినప్పటికీ, "విడదీయరాని వాటిని వేరు చేయడం" అనే సమస్య విజయవంతంగా పరిష్కరించబడుతోంది.

ఒక కొత్త శాస్త్రీయ క్రమశిక్షణ కనిపించింది - ఐసోటోపుల కెమిస్ట్రీ. ఇది రసాయన ప్రతిచర్యలు మరియు ఐసోటోప్ మార్పిడి ప్రక్రియలలో రసాయన మూలకాల యొక్క వివిధ ఐసోటోపుల ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేస్తుంది. ఈ ప్రక్రియల ఫలితంగా, ఇచ్చిన మూలకం యొక్క ఐసోటోపులు ప్రతిచర్య పదార్థాల మధ్య పునఃపంపిణీ చేయబడతాయి. ఇక్కడ సరళమైన ఉదాహరణ: H 2 0 + HD = HD0 + H 2 (ఒక నీటి అణువు డ్యూటెరియం అణువు కోసం ప్రోటియం అణువును మార్పిడి చేస్తుంది). ఐసోటోపుల జియోకెమిస్ట్రీ కూడా అభివృద్ధి చెందుతోంది. ఇది భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లోని వివిధ మూలకాల యొక్క ఐసోటోపిక్ కూర్పులో హెచ్చుతగ్గులను పరిశోధిస్తుంది.

లేబుల్ చేయబడిన పరమాణువులు అని పిలవబడేవి, స్థిరమైన మూలకాల యొక్క కృత్రిమ రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు లేదా స్థిరమైన ఐసోటోప్‌లు విశాలమైన అనువర్తనాన్ని కనుగొంటాయి. ఐసోటోప్ సూచికల సహాయంతో - లేబుల్ చేయబడిన పరమాణువులు - అవి నిర్జీవ మరియు జీవ స్వభావంలోని మూలకాల కదలిక మార్గాలను, వివిధ వస్తువులలో పదార్థాలు మరియు మూలకాల పంపిణీ యొక్క స్వభావాన్ని అధ్యయనం చేస్తాయి. అణు సాంకేతికతలో ఐసోటోపులు ఉపయోగించబడతాయి: అణు రియాక్టర్ల నిర్మాణానికి పదార్థాలుగా; అణు ఇంధనంగా (థోరియం, యురేనియం, ప్లూటోనియం యొక్క ఐసోటోపులు); థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్లో (డ్యూటెరియం, 6 లీ, 3 హె). రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు రేడియేషన్ మూలాలుగా కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

ప్రకృతిలో కనిపించే ప్రతి రసాయన మూలకం ఐసోటోపుల మిశ్రమం అని నిర్ధారించబడింది (అందుకే అవి పాక్షిక పరమాణు ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటాయి). ఐసోటోపులు ఒకదానికొకటి ఎలా భిన్నంగా ఉన్నాయో అర్థం చేసుకోవడానికి, అణువు యొక్క నిర్మాణాన్ని వివరంగా పరిగణించడం అవసరం. ఒక అణువు న్యూక్లియస్ మరియు ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్‌లోని కక్ష్యలలో అస్థిరమైన వేగంతో కదులుతున్న ఎలక్ట్రాన్లు, న్యూక్లియస్‌ను రూపొందించే న్యూట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్‌ల ద్వారా అణువు యొక్క ద్రవ్యరాశి ప్రభావితమవుతుంది.

ఐసోటోపులు అంటే ఏమిటి

ఐసోటోపులురసాయన మూలకం యొక్క ఒక రకమైన అణువు. ఏ అణువులోనైనా సమాన సంఖ్యలో ఎలక్ట్రాన్లు మరియు ప్రోటాన్లు ఎల్లప్పుడూ ఉంటాయి. అవి వ్యతిరేక ఛార్జీలను కలిగి ఉంటాయి (ఎలక్ట్రాన్లు ప్రతికూలంగా ఉంటాయి మరియు ప్రోటాన్లు సానుకూలంగా ఉంటాయి), అణువు ఎల్లప్పుడూ తటస్థంగా ఉంటుంది (ఈ ప్రాథమిక కణం ఛార్జ్ని కలిగి ఉండదు, ఇది సున్నాకి సమానం). ఎలక్ట్రాన్ కోల్పోయినప్పుడు లేదా సంగ్రహించబడినప్పుడు, అణువు దాని తటస్థతను కోల్పోతుంది, ఇది ప్రతికూల లేదా సానుకూల అయాన్‌గా మారుతుంది.
న్యూట్రాన్‌లకు ఛార్జ్ ఉండదు, కానీ అదే మూలకం యొక్క పరమాణు కేంద్రకంలో వాటి సంఖ్య భిన్నంగా ఉండవచ్చు. ఇది అణువు యొక్క తటస్థతను ప్రభావితం చేయదు, కానీ ఇది దాని ద్రవ్యరాశి మరియు లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, హైడ్రోజన్ పరమాణువు యొక్క ప్రతి ఐసోటోప్‌లో ఒక్కో ఎలక్ట్రాన్ మరియు ఒక ప్రోటాన్ ఉంటాయి. మరియు న్యూట్రాన్ల సంఖ్య భిన్నంగా ఉంటుంది. ప్రొటియమ్‌లో 1 న్యూట్రాన్ మాత్రమే ఉంటుంది, డ్యూటెరియంలో 2 న్యూట్రాన్‌లు మరియు ట్రిటియంలో 3 న్యూట్రాన్‌లు ఉన్నాయి. ఈ మూడు ఐసోటోప్‌లు లక్షణాలలో ఒకదానికొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి.

ఐసోటోపుల పోలిక

ఐసోటోపులు ఎలా విభిన్నంగా ఉంటాయి? అవి వేర్వేరు సంఖ్యలో న్యూట్రాన్లు, విభిన్న ద్రవ్యరాశి మరియు విభిన్న లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. ఐసోటోప్‌లు ఎలక్ట్రాన్ షెల్‌ల యొక్క ఒకే విధమైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటాయి. దీని అర్థం రసాయన లక్షణాలలో అవి చాలా పోలి ఉంటాయి. అందువల్ల, వారు ఆవర్తన వ్యవస్థలో ఒక స్థలాన్ని కేటాయించారు.
స్థిరమైన మరియు రేడియోధార్మిక (అస్థిర) ఐసోటోపులు ప్రకృతిలో కనుగొనబడ్డాయి. రేడియోధార్మిక ఐసోటోపుల పరమాణువుల కేంద్రకాలు ఆకస్మికంగా ఇతర కేంద్రకాలుగా రూపాంతరం చెందుతాయి. రేడియోధార్మిక క్షయం ప్రక్రియలో, అవి వివిధ కణాలను విడుదల చేస్తాయి.
చాలా మూలకాలు రెండు డజనుకు పైగా రేడియోధార్మిక ఐసోటోపులను కలిగి ఉంటాయి. అదనంగా, రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు ఖచ్చితంగా అన్ని మూలకాల కోసం కృత్రిమంగా సంశ్లేషణ చేయబడతాయి. ఐసోటోపుల సహజ మిశ్రమంలో, వాటి కంటెంట్ కొద్దిగా హెచ్చుతగ్గులకు గురవుతుంది.
ఐసోటోప్‌ల ఉనికి కొన్ని సందర్భాల్లో, తక్కువ పరమాణు ద్రవ్యరాశి కలిగిన మూలకాలు పెద్ద పరమాణు ద్రవ్యరాశి ఉన్న మూలకాల కంటే ఎందుకు ఎక్కువ క్రమ సంఖ్యను కలిగి ఉంటాయో అర్థం చేసుకోవడం సాధ్యపడింది. ఉదాహరణకు, ఆర్గాన్-పొటాషియం జతలో, ఆర్గాన్ భారీ ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటుంది మరియు పొటాషియం తేలికపాటి ఐసోటోప్‌లను కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, ఆర్గాన్ ద్రవ్యరాశి పొటాషియం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

TheDifference.ru ఒకదానికొకటి ఐసోటోపుల మధ్య వ్యత్యాసం క్రింది విధంగా ఉందని నిర్ధారించింది:

అవి వేర్వేరు న్యూట్రాన్‌లను కలిగి ఉంటాయి.
ఐసోటోప్‌లు వేర్వేరు పరమాణువులను కలిగి ఉంటాయి.
అయాన్ల పరమాణువుల ద్రవ్యరాశి విలువ వాటి మొత్తం శక్తి మరియు లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది.