Топ 10 статей

Направляющий выступ Hitchhiker к галактике (игра компьютера)
Pablo Neruda
Zaara (серии TV)
Clownfish
Экстраполяция
Великобританское королевская семья
Римские цифры
Силикат натрия
Декартовая система координат
Типы незанятости

News:

Изотоп

Для других польз, см. Изотоп (disambiguation).

Изотопы любые по-разному формы элемент каждое имея по-разному атомную массу (массовое номер). Изотопы элемента имеют ядра с таким же номером протоны (эти же атомное номер) но по-разному номера нейтроны. Поэтому, изотопы имеют по-разному массовые номера, которого дайте полное число нуклоны- число протонов плюс нейтроны.

A нуклид любое определенное атомное ядро с специфически атомным номером Z и массовое номер A; будет соответствующе атомным ядром с специфически количеством протонов и нейтронов. Собирательно, все изотопы всех природная стихия формируют комплект нуклиды. Различение между терминами изотоп и нуклид несколько запачкает, и они часто использованы заменимо. Изотоп наиболее наилучшим образом использует refer to несколько по-разному нуклидов такого же элемента; нуклид будет родово и использует снабжая ссылками только одно ядро или несколько ядр по-разному элементов. Например, оно правильно сказать что элемент such as фтор consist of один стабилизированный нуклид rather than то оно имеет один стабилизированный изотоп.

В Номенклатура IUPAC, изотопы и нуклиды определены именем определенного элемента, подразумеваем давая атомное номер, последованное за дефисом и массовым номером (например. helium-3, carbon-12, carbon-13, iodine-131 и uranium-238). В символической форме, число нуклонов обозначено как a superscripted приставка к химически символ (например. 3Он, 12C, 13C, 131Iий и 238U).

Около 339 нуклидов происходят естественно на земле, of which 269 (около 79%) стабилизированн.[1] Подсчитывающ радиоактивные нуклиды найденные по сути были созданы искусственни, больше чем 3100 нуклидов в настоящее время известный.[2]

Содержание

История термины

Термина изотоп чеканил в 1913 мимо Маргарет Тод, шотландский доктор, во время переговора с Фредерик Soddy (к ей дистантно отнесла замужеством).[3] Soddy, chemist на университете Glasgow, объясненном что он показалось от его исследований если несколько элементов заняли каждое положение в периодическая таблица. Следовательно Тод предложило греческую термину для «на таком же месте» как целесообразном имени. Soddy принял термину и пошл дальше выиграть Нобелевскую премию для химии в 1921 для его работы на радиоактивные вещества.

Soddy польза изотопа слова была первоначально with regard to радиоактивные (неустойчивые) атомы. Однако, в 1913, как часть его исследования в состав лучи канала, J. J. Thomson направил поток ионизированного неона через магнитное и электрическое поле и измерил свое отклонение путем устанавливать фотографическую плиту в своем курсе. Thomson наблюдало 2 заплатами света на фотографической плите (см. изображение на праве), которая предложила 2 по-разному параболы отклонения. Это было первое замечание по-разному стабилизированных изотопов для элемента. Thomson окончательн заключило что некоторые из атомов в neon газе были более высокой массы чем остальные.

Изменение в свойствах между изотопами

Химически и атомные свойства

Нейтральный атом имеет такое же число электронов как протоны. Таким образом, по-разному изотопы, котор дали элемента все имеют такое же число протонов и электронов и такой же электронной структуры, и потому что химически поведение атома больш обусловлено своей электронной структурой, по-разному поведение экспоната изотопов почти идентичное химически. GLAVNое исключение к этому кинетическое влияние изотопа: из-за их более больших масс, более тяжелые изотопы клонат прореагировать несколько медленно чем более светлые изотопы такого же элемента. Это pronounced для protium (1H) vis-à-vis дейтерий (2H), потому что дейтерий имеет дважды массу protium. Массовое влияние между дейтерием и относительно светлым protium также влияет на поведение их соответственно химическых соединений, посредством изменять центр силы тяжести (уменьшенная масса) атомных систем. Однако, для более тяжелых элементов, совершенно масса электронов ядра relative to если далеко больше, и относительная массовая разница между изотопами очень, то, и таким образом влияния масс-разницы на химии обычно незначительны.

Подобно, 2 молекулы отличают только в изотопной природе их атомов (isotopologues) имеет идентичную электронную структуру и поэтому почти indistinguishable физические и химически свойства (снова при дейтерий главным образом исключение это правило). вибрационные режимы молекулы обусловьте своей формой и массами своих составных атомов. Следовательно, isotopologues будут иметь по-разному комплекты вибрационных режимов. В виду того что вибрационные режимы позволяют молекулу поглотить фотоны соответствуя энергий, isotopologues имеют по-разному оптически свойства в ультракрасно ряд.

Ядерные свойства и стабилность

Атомные ядра consist of протоны и нейтроны прыгнутые совместно сильное ядерные силы. Потому что протоны положительн поручены, они отталкивают. Нейтроны, которые будут электрически нейтралью, позволяют некоторое разъединение между положительн порученными протонами, уменьшая электростатическое отталкивание. Нейтроны также стабилизируют ядро потому что на скоро растояния они привлекают и протоны равн сильное ядерные силы, и это экстренное binding усилие также возмещает электрическое отталкивание между протонами. Для этой причины, one or more нейтроны обязательно для двух или несколько протонов, котор нужно прыгнуть в ядро. По мере того как число протонов увеличивает, увеличивая коэффициент нейтронов необходим для того чтобы сформировать стабилизированное ядро (см. диаграмму на праве). Например, XOT4 нейтрон: коэффициент протона 3Он будет 1:2, нейтроном: коэффициент протона 238U будет greater than 3:2. Как правило, для каждого атомного номера (каждого элемента) только пригорошня стабилизированных изотопов, средний 3.4 стабилизированных изотопа в элемент который имеет любые стабилизированные изотопы. Элементы 16 имеют только одиночный стабилизированный изотоп, пока самое большое число стабилизированных изотопов наблюдаемых для любого элемента 10 (для природная стихия олово).

Другие влияния кроме навального коэффициента протонов и нейтронов влияют на ядерную стабилность. 269 известных стабилизированных нуклидов, только 4 и с сверхсчетным количеством протонов и сверхсчетное число нейтронов известно: 2H, 6Li, 10B, 14N. Также, немного long-lived радиоактивных сверхсчетн-сверхсчетных нуклидов (40K, 50V, 138La, 180mTa) происходит естественно. Большинств сверхсчетн-сверхсчетные нуклиды высоки неустойчивы по отношению к бета спад, потому что продукты спада ровн-ровны, и поэтому сильно прыгните, из-за ядерные спаривая влияния.

Хотя изотопы exhibit почти идентичное электронное и химически поведение, их ядерное поведение меняет драматически. Добавлять нейтроны к изотопам может поменять их ядерные закрутки и ядерные формы, причиняя разницы внутри захват нейтрона профили и gamma спектроскопия и ядерный магнитный резонанс свойства.

Если too many или too few нейтронов присутствуют with regard to оптимальный коэффициент, то ядро будет неустойчивым и subject to некоторые типы ядерный спад. Неустойчивые изотопы с non-оптимальным количеством нейтронов распадаются мимо спад альфаы, бета спад, или другие экзотические середины, such as самопроизвольно расщепление и спад группы.

Возникновение по сути

Элементы составлены one or more естественно - происходя изотопы, которые нормальн стабилизированн. Некоторые элементы имеют неустойчивые (радиоактивные) изотопы, то потому что их спад настолько медленн что части остаток все еще в виду того что они были созданы (примеры: уран, калий), или потому что они постоянно созданы через космическое излучение (тритий, углерод-14) или спадом от изотопа в первой категории (радии, радоне).

Только 80 элементов имеют стабилизированные изотопы, и 16 из этих имеют только один стабилизированный изотоп. Большинств элементы происходят естественно на земле в множественных стабилизированных изотопах, с самым большим числом стабилизированных изотопов для элемента 10, для олово (элемент 50). Около 94 элемента найденного естественно на земле (до плутония, элемента 94, включительных), хотя некоторые обнаружены только в очень малюсеньком количестве, such as plutonium-244. Lindsay [1] оценивает что природная стихия происходят естественно на земле (некоторых только как радиоизотопы) происходят как 339 изотопов (нуклиды) в итоге. Только 269 из этих naturally-occurring изотопов стабилизирован (все известные стабилизированные изотопы происходят естественно на земле); другие 70 naturally-occurring изотопов радиоактивны, но происходят на земле из-за их относительно длинних полувыведений, или от других значений естественной продукции. Изотопы дополнительные ~ 2700 радиоактивные найденные по сути были созданы в ядерных реакторах и в акселераторях частицы. Много недолговечных изотопов найденных естественно на земле также наблюдались спектроскопическим анализом, естественно создаваемо в звездах или суперновах. Примером будет aluminum-26, которое естественно не найдены на земле, но которое находит в обилии на астрономическом маштабе.

Приведенными атомными массами элементов будут средние определяют присутсвие множественных изотопов с по-разному массами. Хороший пример хлор, имеющ состав 35Cl, 75.8%, и 37Cl, 24.2%, давая атомную массу 35.5. Значения любят это confounded научные работники перед открытием изотопов, по мере того как большинств массы светлого элемента атомные close to многократные цепи интежера водопода.

Согласно вообще принято космология только изотопы водопода и гелия, и следы некоторых изотопов лития, берилля и бора были созданы на Большая челка, пока все другие изотопы были синтезированы более поздно, в звездах и суперновы, и в взаимодействиях между напористыми частицами such as космические лучи, и ранее-произвел изотопы. (См. nucleosynthesis для деталей различной мысли процессов, котор нужно быть ответственн для продукции изотопа.) соответственно abundances изотопов на земле приведите к от количеств сформированных этими процессами, их распространением через галактику, и тарифами спада для изотопов которые неустойчивы. После первоначально срастания солнечной системы, изотопы были перераспределены согласно массе, и изотопный состав элементов меняет небольш от планеты к планете. Это иногда модели оно по возможности для того чтобы трассировать начало метеоритов.

Молекулярная масса изотопов

Молекулярная масса (mr) элемента обусловливает своими нуклонами. Например, Carbon-12 (12C) имеет 6 Протоны и 6 Нейтроны. Когда образец содержит 2 изотопа приложено уровнение ниже где mr(1) и mr(2) будет молекулярными массами каждого индивидуального изотопа, и % обилия будет обилие процента того изотопа в образце.

Применения изотопов

Несколько применений существуют пишут прописными буквами на свойствах различных изотопов, котор дали элемента.

Польза химически и биологических свойств

  • Анализ изотопа определение изотопная подпись, относительные abundances изотопов, котор дали элемента в определенном образце. Для биогенные вещества в частности, значительно изменения изотопов c, n и o могут произойти. Анализ таких изменений имеет широкий ассортимент применений, such as обнаружение adulteration пищевых продуктов.[4] Идентификация некоторые метеориты как возникаемо дальше Mars основывает в части на изотопной подписи газов следа, котор содержат в их.[5]
  • Другое общее применение изотопный обозначать, польза необыкновенных изотопов как трейсеры или отметки в химически реакциях. Нормальн, атомы, котор дали элемента indistinguishable от себя. Однако, путем использование изотопов по-разному масс, они могут быть различены мимо массовое спектрометрирование или ультракрасная спектроскопия (см. «свойства»). Например, в 'стабилизированном изотопе обозначая с amino acid в культуре клетки (SILAC) 'стабилизированные изотопы использованы для того чтобы квантифицировать протеины. Если радиоактивные изотопы использованы, то они могут быть обнаружены радиацией, котор они испускают (это вызвано radioisotopic обозначать).
  • Метод подобный к radioisotopic обозначать радиометрический датировать: использование известного полувыведение неустойчивого элемента, одно может высчитать количество времени которое истекло в виду того что известный уровень изотопа существовал. Само широко известный пример датировать радиоуглерода использовал обусловить время углистых материалов.

Польза ядерных свойств

  • Несколько форм спектроскопии полагаются на уникально ядерных свойствах специфически изотопов. Например, ядерный магнитный резонанс (NMR) спектроскопию можно использовать только для изотопов с безнулевой ядерной закруткой. Самые общие изотопы используемые с NMR спектроскопией 1H, 2D,15N, 13C, и 31P.
  • Радионуклиды также имейте важные пользы. Ядерная енергия и ядерные оружия развитие требует относительно больших количеств специфически изотопов. Процесс разъединение изотопа представляет значительно технологическую возможность, но более так с тяжелыми элементами such as уран или плутоний, чем с более светлыми элементами such as водопод, литий, углерод, азот, и кислород. Более светлые элементы общ отделены диффузией газа их смесей such as CO и НЕТ. Uranium изотопы были отделены в большом части диффузией газа, центрифугированием газа, разъединением ионизацией лазера, и (в Манхэттенский проект) типом продукции массовая спектроскопия.

См. также

Справки

  1. ^ Radioactives пропуская от земли
  2. ^ Описание NuDat 2
  3. ^ Budzikiewicz h, Grigsby RD (2006). «Массовое спектрометрирование и изотопы: столетие исследования и обсуждения ". Просмотрения массового спектрометрирования 25 (1): 146-57. doi:10.1002/mas.20061. PMID 16134128. 
  4. ^ E. Jamin et al. (2003). "Улучшенное обнаружение добавленной воды в апельсиновом соке одновременным определением коэффициентов изотопа Oxygen-18/Oxygen-16 воды и этанола вывело от сахаров "". [J. Agric. Еда Chem.] 51: 5202. 
  5. ^ A. H. Treiman, J. D. Gleason и D. D. Bogard (2000). "«Метеориты SNC от Mars»". [Планета. Космос. Sci.] 48: 1213. 

Внешние соединения

The original article is from Wikipedia. To view the original article please click here.
Creative Commons Licence

 
Custom Search