تبلیغات
همه چیز از همه جا - ایزوتوپ ها و تفاوت آن ها در خواص فیزیكی

ایزوتوپ ها و تفاوت آن ها در خواص فیزیكی

همه چیز در باره ی ایزوتوپ

 

* با اندازه گیری هایی كه از طریق دستگاه طیف سنج جرمی صورت گرفت ،مشخص شد كه همه ی اتم های یك عنصر جرم مشخصی ندارند.  عدد اتمی در همه ی اتم های یك عنصر ثابت است . از آن جایی كه عدد اتمی همان تعداد پروتون است ، پس تفاوت در جرم بین اتم های یك عنصر مربوط به تفاوت در تعداد نوترون ها ی موجود در هسته ی اتم می باشد. پس در این گونه اتم ها عدد اتمی  ( تعداد پروتون ) یكسان و عدد جرمی ( مجموع تعداد پروتون و نوترون ) متفاوت است.

به اتم هایی ازیك عنصر كه عدد اتمی یكسان و عدد جرمی متفاوت دارند ، ایزوتوپ می گویند.

آزمایش هایی كه بر روی نمونه هایی طبیعی عنصر ها صورت می گیرد نشان می دهد كه در نمونه طبیعی گاز كلر دو ایزوتوپ كلر وجود دارد.              

                         1.  كلر - 35    ( Cl 1735   )                        2. كلر – 37   ( Cl 1737   )

 

و اندازه گیری ها نشان می دهد كه فراوانی ایزوتوپ ها در طبیعت یكسان نیست . برای مثال از هر چهار اتم كلر در طبیعت ، سه اتم ، كلر -   35  و یك اتم ، كلر -  37  است . پس فراوانی كلر  -  35  ، 75 درصد و فراوانی كلر -  37 ، 25 درصد است.

با توجه به وجود ایزوتوپ ها برای اتم های عنصر ها و تفاوت در فراوانی آن ها برای گزارش جرم نمونه های طبیعی از اتم عنصر ها ی مختلف از جرم اتمی میانگین استفاده می كنند. 

                                                                                                                      

....+ ( درصد فراوانی ایزوتوپ دوم × جرم ایزوتوپ دوم ) +( درصد فراوانی ایزوتوپ اول × جرم ایزوتوپ اول )= جرم اتمی  میانگین

     

برای مثال اتم كلردارای دو ایزوتوپ ، كلر -   35  و كلر -  37  است . فراوانی كلر  -  35  ، 75 درصد و فراوانی كلر -  37 ، 25 درصد است،پس جرم اتمی میانگین كلر برابر است با:

 

      amu       5/ 35     = ( ۰/۲۵    ×   37   )  +  (      ۰/۷۵   ×   35  ) = جرم اتمی میانگین كلر  

 

عنصر اكسیژن دارای سه ایزوتوپ ، اكسیژن -  16 ( O 816 ) ، اكسیژن -  17 ( O 817 )  و اكسیژن -  18( O 818 )  است كه دارای فراوانی های متفاوتی هستند. همچنین عنصر هیدروژن نیز دارای سه ایزوتوپ با نام های ، پروتیم ( H 11 ) ،  ( هیدروژن سنگین ) ( D 12 ) و  تریتیم ( هیدروژن سنگین )  ( T 13 ) كه دارای فراوانی های متفاوتی می باشند.

 

با توجه به مطلب بالا می توان 18نوع فرمول مولكول آب نوشت . با توجه به آن در یك نمونه طبیعی آب 6  نوع مولكول آب می توان یافت كه جرم های متفاوتی دارند. (amu 24-23-22-21-20-19-18 )

O 16HH  ( amu 18 = 16 + 1 + 1 ) 

       O17HH  ( amu 19 = 17 + 1 + 1 ) 

         O18HH  ( amu 19 = 18 + 1 + 1 )

O 16HD  ( amu 19 = 16 + 2 + 1 )   

      O17HD  ( amu 20 = 17 + 2 + 1 )

      O18HD  ( amu 21 = 18 + 2 + 1 )

O 16HT  ( amu 20 = 16 + 3 + 1 )   

      O17HT  ( amu 21 = 17 + 3 + 1 )

      O18HT  ( amu 22 = 18 + 3 + 1 )

O 16DT  ( amu 21 = 16 + 3 + 2 ) 

      O17DT  ( amu 22 = 17 + 3 + 2 ) 

     O18DT  ( amu23 = 18 + 3 + 2 )

O 16DD  ( amu 20 = 16 + 2 + 2 ) 

     O17DD  ( amu 21 = 17 + 2 + 2 )

     O18DD  ( amu 22 = 18 + 2 + 2 )

O16TT  ( amu 22 = 16 + 3 + 3 )

     O17TT  ( amu 23 = 17 + 3 + 3 )

     O18TT  ( amu 24 = 18 + 3 + 3 )

      

تجربه نشان داده است كه ایزوتوپ ها خواص شیمیایی یكسانی دارند اما برخی از خواص فیزیكی آن ها كه جرم وابسته است با هم متفاوت است ،  كه این تفاوت را می توان در تركیب های شیمیایی كه آن ایزوتوپ ها را دارند مشاهده كرد.از این گونه خواص می توان چگالی را نام برد. برای مثال:

-- 100گرم آب معمولی O2H حجم بیش تری از 100گرم آب سنگین O2D دارد. این موضوع نشان  می دهد چگالی آب سنگین بیش تر از چگالی آب معمولی است .

و اگر یك قطعه یخ كه از آب معمولی به وجود می آید را در آب سنگین بگذاریم ، روی آن قرار می گیرد.  ( چگالی آب سنگین بیش تر از یخی است كه از آب معمولی به دست می آید .)

 

و اگر یك قطعه یخ كه از آب سنگین  به وجود می آید را در آب معمولی بگذاریم ، در آن فرو می رود.      ( چگالی آب معمولی  كم تر از یخی است كه از آب سنگین به دست می آید .)




ادامه مطلب
[ 1391/07/16 ] [ 05:29 ق.ظ ] [ همه چیز در همه جا ]