Νετρόνια στον Πυρήνα

• Όταν δύο ή περισσότερα άτομα έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων, είναι γνωστά ως ισότοπα. Για παράδειγμα – Υδρογόνο (H1), Δευτέριο (H2) και Τρίτιο (H3).
• Έχουν τον ίδιο ατομικό αριθμό και πέφτουν στην ίδια θέση στον περιοδικό πίνακα.
• Τα ισότοπα έχουν σχεδόν ίδια χημική συμπεριφορά, αλλά διαφορετικές φυσικές ιδιότητες και ατομικές μάζες.
• Σχεδόν κάθε χημικό στοιχείο έχει ένα ή περισσότερα ισότοπα.

Ιστορία των ισοτόπων

Στις αρχές του 1900, ο J.J.Thomson με τη βοήθεια του μαθητή του Francis W. Aston αναγνώρισε δύο διαφορετικούς τύπους ατόμων Νέον – το ένα με 10 ηλεκτρόνια, 10 πρωτόνια και 10 νετρόνια και το άλλο με 10 ηλεκτρόνια, 10 πρωτόνια αλλά 12 νετρόνια. Ο Άστον αργότερα εφηύρε τον Φασματογράφο Μάζας, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε για να αναγνωρίσει εκατοντάδες άλλα ισότοπα διαφορετικών στοιχείων. Ο Άστον τιμήθηκε με το Νόμπελ Χημείας το 1922 για το έργο του.

Ιδιότητες των ισοτόπων

• Οι χημικές ιδιότητες των διακριτών ισοτόπων ενός στοιχείου είναι οι ίδιες. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια ορίζουν τις χημικές ιδιότητες. Δεδομένου ότι η μόνη διαφορά στα ισότοπα ενός στοιχείου είναι ο διαφορετικός αριθμός πρωτονίων, οι χημικές ιδιότητες παραμένουν οι ίδιες.
• Οι φυσικές ιδιότητες διαφορετικών ισοτόπων ενός στοιχείου είναι διαφορετικές. Αυτό συμβαίνει επειδή οι φυσικές ιδιότητες ενός στοιχείου εξαρτώνται από την ατομική μάζα του στοιχείου, η οποία αποτελείται από πρωτόνια, ηλεκτρόνια και νετρόνια. Δεδομένου ότι διαφορετικά ισότοπα ενός στοιχείου έχουν διαφορετικές μάζες, οι φυσικές τους ιδιότητες διαφέρουν.
• Μερικά ισότοπα είναι ασταθή. Κάθε πυρήνας περιέχει έναν ορισμένο αριθμό νετρονίων που τον καθιστούν σταθερό. Ωστόσο, μπορεί επίσης να περιέχει κάποια επιπλέον νετρόνια. Εάν ο πυρήνας γίνει αρκετά μεγάλος λόγω της παρουσίας νετρονίων, θα γίνει ασταθής και θα προσπαθήσει να χάσει μερικά νετρόνια ή πρωτόνια για να επιτύχει σταθερότητα.

Πώς μπορεί να προσδιοριστεί ο συνολικός αριθμός νετρονίων στον πυρήνα ενός δεδομένου ισοτόπου;

Ο συνολικός αριθμός νετρονίων στον πυρήνα ενός δεδομένου ισοτόπου μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας την ατομική μάζα και τον ατομικό αριθμό αυτού του ισοτόπου.

• Ατομική μάζα

Η ατομική μάζα είναι ο συνολικός αριθμός πρωτονίων και νετρονίων που βρίσκονται μέσα στον πυρήνα ενός ατόμου. Ονομάζεται επίσης μαζικός αριθμός. Ατομική μάζα είναι η ποσότητα ύλης που υπάρχει μέσα στον πυρήνα ενός ατόμου.

• Ατομικός αριθμός

Ο ατομικός αριθμός αναφέρεται στον αριθμό των πρωτονίων που υπάρχουν μέσα στον πυρήνα ενός ατόμου, ανεξάρτητα από τα νετρόνια που υπάρχουν.

Για να προσδιορίσουμε τον συνολικό αριθμό νετρονίων σε ένα δεδομένο ισότοπο, πρέπει να αφαιρέσουμε τον ατομικό αριθμό από τον μαζικό αριθμό.

Παραδείγματα

1. Υπολογίστε τον αριθμό των νετρονίων που υπάρχουν σε ένα ισότοπο καλίου (K) με αριθμό μάζας 40 και ατομικό αριθμό 19;

40 – 19 =21

Αυτό το ισότοπο έχει 21 νετρόνια.

1. Υπολογίστε τον αριθμό των νετρονίων στον άνθρακα-16.

Ο ατομικός αριθμός του άνθρακα είναι 6

Επομένως,

16 – 6 =10

Αυτό το ισότοπο άνθρακα έχει 10 νετρόνια.

1. Υπολογισμός του αριθμού των νετρονίων στον ψευδάργυρο-65

Ο ατομικός αριθμός του ψευδαργύρου είναι 30

Επομένως,

65 – 30 =35

Αυτό το ισότοπο ψευδάργυρου έχει 35 νετρόνια.

Συμπέρασμα

Σχεδόν όλα τα στοιχεία έχουν ισότοπα. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να μάθουμε γι 'αυτούς. Τα ισότοπα έχουν πολλές χρήσεις. Διαφορετικά ισότοπα άνθρακα χρησιμοποιούνται με διαφορετικό τρόπο κατά τη φωτοσύνθεση, καθιστώντας τη μια πολύπλοκη διαδικασία. Ραδιενεργά ή ασταθή ισότοπα χρησιμοποιούνται συχνότερα σε διαδικασίες πυρηνικής ιατρικής, για παράδειγμα, σάρωση εγκεφάλου, θυρεοειδούς, ήπατος, μυελού των οστών, πνευμόνων, καρδιάς και εντέρου, ανίχνευση καρκίνου και θεραπεία, ειδικά σε μάτια και δέρμα, ακτινοβολία ακτίνων γάμμα όγκοι, θεραπεία βρογχοκήλης κ.λπ. Παίζουν επίσης ουσιαστικό ρόλο στην καθημερινή μας ζωή. Για παράδειγμα, τα ισότοπα ουρανίου χρησιμοποιούνται ως καύσιμο στον πυρηνικό αντιδραστήρα. Τα ισότοπα χρησιμοποιούνται επίσης για τον εντοπισμό ελαττωμάτων στο χαλύβδινο τμήμα των γεφυρών, τον εντοπισμό λαθρεμπορίου στα διεθνή σύνορα, τις μπαταρίες τροφοδοσίας για εξερεύνηση του διαστήματος κ.λπ.