Izotopas
Cheminio elemento atomai gali būti įvairių tipų. Jie vadinami izotopais. Jie turi tą patį protonų (ir elektronų) skaičių, bet skirtingą neutronų skaičių. Skirtingi to paties elemento izotopai turi skirtingas mases. Masė - tai žodis, reiškiantis, kiek kas nors turi medžiagos. Skirtingos masės daiktai turi skirtingą masę. Kadangi skirtingi izotopai turi skirtingą neutronų skaičių, ne visi jie sveria vienodai arba turi vienodą masę.
Skirtingų to paties elemento izotopų atominis skaičius yra vienodas. Jie turi vienodą protonų skaičių. Atominį numerį lemia protonų skaičius. Tačiau izotopai turi skirtingus masės skaičius, nes juose yra skirtingas neutronų skaičius.
Žodis izotopas, reiškiantis tą pačią vietą, kilęs iš to, kad izotopai yra toje pačioje periodinės elementų lentelės vietoje.
Neutraliame atome elektronų skaičius yra lygus protonų skaičiui. To paties elemento izotopai taip pat turi tokį patį elektronų skaičių ir elektroninę struktūrą. Kadangi tai, kaip atomas veikia, lemia jo elektroninė struktūra, izotopai cheminiu požiūriu yra beveik vienodi, tačiau fiziškai skiriasi nuo pradinių atomų.
Sunkesni izotopai chemiškai reaguoja lėčiau nei lengvesni to paties elemento izotopai. Šis "masės efektas" yra didesnis protui (1H) ir deuteriui (2H), nes deuterio masė yra dvigubai didesnė už proto masę. Sunkesnių elementų izotopų santykinės atominės masės santykis yra daug mažesnis, todėl masės poveikis paprastai būna nedidelis.
Vandenilio izotopai
Stabilumas
Atomo branduolį sudaro protonai ir neutronai, kuriuos tarpusavyje jungia branduolinė jėga.Kadangi protonai turi teigiamą krūvį, jie vienas kitą atstumia. Neutronai, kurie yra neutralūs, stabilizuoja branduolį. Kadangi jie yra branduolyje, protonai šiek tiek stumiami vienas nuo kito. Dėl to sumažėja elektrostatinis atstūmimas tarp protonų. Jie vis dar veikia vienas kitą ir protonus traukos branduolio jėga. Kad du ar daugiau protonų susijungtų į branduolį, reikia vieno ar daugiau neutronų. Didėjant protonų skaičiui, didėja ir neutronų, reikalingų stabiliam branduoliui sukurti, skaičius.
Gamtoje kai kurie elementai turi tik vieną izotopą. Pavyzdžiui, fluoras-19 (19F) yra vienintelis stabilus fluoro izotopas iš kelių. Kiti elementai turi daug izotopų. Pavyzdžiui, ksenonas turi 9 izotopus. Iš 81 elemento, turinčio stabilų izotopą, didžiausias bet kurio elemento stabilių izotopų skaičius yra dešimt (alavo elemento).
Kai kurie izotopai yra radioaktyvūs. Jie vadinami radioaktyviaisiais izotopais. Kiti nėra radioaktyvūs. Jie vadinami stabiliaisiais izotopais.
Vandenilis turi tris paplitusius izotopus. Labiausiai paplitęs vandenilio izotopas vadinamas protu (1H). Vandenilio atomas su papildomu neutronu (atominė masė 2) vadinamas deuteriu (2H). Vandenilis, turintis vieną protoną ir du neutronus (atomo masė 3), vadinamas tričiu (3H). Protas ir deuteris yra stabilūs izotopai, o tritis - radioaktyvus izotopas.
Visi sunkiausi periodinės elementų lentelės elementai yra radioaktyvūs. Visi radono, torio ir urano izotopai yra radioaktyvūs, nes yra labai sunkūs. Taip yra todėl, kad atomo branduolio viduje esančios branduolinės jėgos sunkiai sulaiko visas daleles, kuriose yra tiek daug protonų ir neutronų.
Susiję puslapiai
- Izotopų elektrochemija
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra izotopai?
A: Izotopai - tai skirtingos cheminio elemento atomų rūšys, kurios pasižymi labai panašiomis savybėmis, tačiau sveria skirtingus kiekius.
K: Kuo izotopai skiriasi vienas nuo kito?
A: To paties elemento atomai turi vienodą protonų skaičių, tačiau skirtingi izotopai turi skirtingą neutronų skaičių. Dėl to skiriasi ir jų masės skaičius, kuris yra protonų skaičius plius neutronų skaičius.
K: Ar visi izotopai yra stabilūs?
Atsakymas: Ne, kai kurie izotopai nėra stabilūs, todėl radioaktyvaus skilimo būdu jie virsta kitu izotopu arba elementu. Tokie izotopai vadinami radioaktyviaisiais, o kiti, kurie nėra radioaktyvūs, vadinami stabiliaisiais izotopais.
K: Kaip galima nustatyti izotopą?
A: Izotopas paprastai įvardijamas nurodant elementą ir jo masės numerį. Pavyzdžiui, anglis-12 arba 12C yra atomas, turintis 6 protonus ir 6 neutronus, o anglis-14 arba 14C turi 8 neutronus.
K: Ką reiškia "izotopas"?
A: Žodis "izotopas" reiškia "esantis toje pačioje vietoje" ir reiškia, kad visi to paties elemento atomai yra toje pačioje periodinės elementų lentelės vietoje.
K: Kodėl atomai, turintys daugiau neutronų, sveria daugiau nei tie, kurie turi mažiau neutronų?
A: Atomai, turintys daugiau neutronų, sveria daugiau, nes juose yra papildomų dalelių (neutronų), kurios padidina jų bendrą masę, palyginti su atomų, turinčių mažiau neutronų, mase.
