Đồng vị trong hóa học là gì

Đồng vị [ ahy -s uh -tohps] là các nguyên tử với cùng số proton , nhưng số khác nhau của neutron . Nói cách khác, có khối lượng nguyên tử khác nhau. Đồng vị là các dạng khác nhau của một đơn nguyên tố .

  • Đồng vị là các mẫu của một nguyên tố với số nơtron khác nhau trong nguyên tử của họ.
  • Số proton cho đồng vị khác nhau của một nguyên tố không thay đổi.
  • Không phải tất cả đồng vị có tính phóng xạ. đồng vị ổn định hoặc không bao giờ phân hủy hoặc phân rã khác rất chậm. đồng vị phóng xạ phân rã trải qua.
  • Khi một đồng vị phân rã, các nguyên liệu ban đầu là đồng vị mẹ. Vật liệu kết quả là đồng vị con gái.

Có 275 đồng vị của 81 yếu tố ổn định. Hiện có hơn 800 phóng xạ đồng vị, một số trong đó là tự nhiên và một số tổng hợp. Mỗi phần tử trong bảng tuần hoàn có nhiều hình thức đồng vị. Các tính chất hóa học của các đồng vị của một yếu tố duy nhất có xu hướng gần giống hệt nhau. Trường hợp ngoại lệ sẽ là đồng vị của hydro từ số lượng neutron có một ảnh hưởng quan trọng như vậy vào kích thước của hạt nhân hydro. Các tính chất vật lý của các đồng vị khác nhau từ mỗi khác vì những thuộc tính thường phụ thuộc vào khối lượng. Sự khác biệt này có thể được sử dụng để tách đồng vị của một nguyên tố với nhau bằng cách sử dụng phương pháp chưng cất phân đoạn và khuếch tán.

Với ngoại lệ của hydro, các đồng vị phong phú nhất của các yếu tố tự nhiên có cùng số proton và neutron. Các hình thức phổ biến nhất của hydro là Protium, trong đó có một proton và neutron không.

Có một vài cách phổ biến để chỉ đồng vị:

  • Liệt kê các số khối lượng của một nguyên tố sau tên của nó hoặc biểu tượng phần tử. Ví dụ, một đồng vị với 6 proton và 6 neutron là carbon-12 hoặc C-12. Một đồng vị với 6 proton và neutron 7 là carbon-13 hoặc C-16. Lưu ý số khối lượng của hai đồng vị có thể giống nhau, mặc dù họ là những yếu tố khác nhau. Ví dụ, bạn có thể có carbon-14 và nitơ-14.
  • Số lượng có thể được đưa ra ở phía trên bên trái của một biểu tượng phần tử. (. Về mặt kỹ thuật số khối lượng và số nguyên tử nên được xếp chồng lên nhau phù hợp với nhau, nhưng họ không phải lúc nào xếp hàng trên một máy tính) Ví dụ, các đồng vị của hydro có thể được viết như sau:
    1 1 H,  2 1 H,  3 1 H

Carbon 12 và carbon 14 đều đồng vị của cacbon , một với 6 neutron và một với 8 neutron (cả với 6 proton ). Carbon-12 là một đồng vị ổn định, trong khi cacbon-14 là một đồng vị phóng xạ (đồng vị phóng xạ).

Uranium-235 và uranium-238 xảy ra một cách tự nhiên trong lớp vỏ Trái Đất. Cả hai đều có dài chu kỳ bán rã. Uranium-234 hình thức như một sản phẩm phân rã.

Đồng vị (danh từ), đồng vị (tính từ), đồng vị (trạng từ), Isotopy (danh từ)

Thuật ngữ “đồng vị” đã được giới thiệu bởi nhà hóa học người Anh Frederick Soddy vào năm 1913, theo khuyến cáo của Margaret Todd. Từ có nghĩa là “có cùng một vị trí” từ tiếng Hy Lạp ISO “bình đẳng” (ISO-) + topo “nơi”. Đồng vị chiếm cùng một vị trí trong bảng tuần hoàn mặc dù đồng vị của một nguyên tố có khối lượng nguyên tử khác nhau.

Khi đồng vị phóng xạ trải qua phân rã phóng xạ, các đồng vị ban đầu có thể khác với các đồng vị kết quả. Các đồng vị ban đầu được gọi là đồng vị phụ huynh, trong khi các nguyên tử được tạo ra bởi các phản ứng này được gọi là đồng vị con gái. Hơn một loại con gái đồng vị có thể dẫn đến.

Như một ví dụ, khi U-238 phân rã thành Th-234, nguyên tử uranium là đồng vị phụ huynh, trong khi nguyên tử thorium là đồng vị con gái.

Hầu hết các đồng vị ổn định không trải qua sự phân rã phóng xạ, nhưng một vài làm. Nếu một đồng vị trải qua phân rã phóng xạ rất, rất chậm, nó có thể được gọi là ổn định. Một ví dụ là bismuth-209. Bismuth-209 là một đồng vị phóng xạ ổn định mà phải trải qua alpha-phân rã, nhưng có chu kỳ bán rã là 1,9 x 10 19 năm (đó là dài hơn tuổi ước tính của vũ trụ hơn một tỷ lần). Tellurium-128 trải qua beta-phân rã với chu kỳ bán rã ước tính là 7,7 x 10 24 năm!

Alexander Thomas Cameron,  Hoá Bức Xạ  (London, Anh: JM Dent & Sons, 1910), p. 141.

Soddy, Frederick. “Nội nguyên tử chịu trách nhiệm.” Nature 92, Springer AG Nature Publishing, 1913 ..

Strömholm, Daniel và Svedberg, Theodor (1909) “über Untersuchungen chết Chemie der radioactiven Grundstoffe II.” (Điều tra thành phần hóa học của các nguyên tố phóng xạ, phần 2),  Zeitschrift für anorganischen Chemie ,  63 : 197-206.

Thomson, JJ (1912). “XIX. Thí nghiệm thêm về tia tích cực”. Tạp chí triết học . Dòng 6.  24  (140): 209. 

Câu hỏi:Đồng vị là gì?

Lời giải:

Các đồng vị của cùng một nguyên tố là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron, do đó có số khối A khác nhau.

Ví dụ, Hiđro có 3 đồng vị là:11H, 21h, 31H

Cùng Top lời giải ôn lại các kiến thức về đồng vị, hạt nhân nguyên tử cũng như nguyên tố hoá học nhé!

I. Hạt nhân nguyên tử

1. Điện tích hạt nhân

a) Proton mang điện tích1+

- Nếu hạt nhân cóZproton

⇒Điện tích hạt nhân bằngZ+.

⇒Số đơn vị điện tích hạt nhân bằngZ.

- Ví dụ: Oxi có 8 proton

⇒Điện tích hạt nhân oxi là8+.

⇒Số đơn vị điện tích hạt nhân oxi là8.

b) Nguyên tử trung hòa về điện: số proton bằng số electron

⇒Z= số proton = số electron

- Ví dụ: Nguyên tử nitơ có số đơn vị điện tích hạt nhân là 7

⇒Nguyên tử nitơ có 7 proton và 7 electron.

2. Số khối

a) Số khối hạt nhân (A) bằng tổng của tổng số hạt proton (Z) và tổng số hạt nơtron (N)

- Công thức:A=Z+N

- Ví dụ: Hạt nhân nguyên tử Liti có 3 proton và 4 nơtron

⇒ ALiti= 3+4 = 7

b) Số đơn vị điện tích hạt nhânZvà số khốiA đặc trưng cơ bản cho hạt nhân và nguyên tử

- Khi biếtZvàAcủa một nguyên tử:

⇒Số proton, số electron, số nơtron (N=A−Z) của nguyên tử đó.

- Ví dụ: Nguyên tửNacóA=23vàZ=11

⇒Nacó 11 proton, 11 electron, 12 nơtron

II. Nguyên tố hóa học

1. Định nghĩa

- Nguyên tố hóa học gồm những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân (Z) nhưng khác số khối (A).

- Ví dụ: Tất cả các nguyên tử cóZ=6đều thuộc nguyên tố cacbon.

⇒Các nguyên tử cacbon đều có 6 proton và 6 electron.

⇒Những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân thì có cùng tính chất hóa học.

2. Số hiệu nguyên tử (Z)

- Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố được gọi là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó, kí hiệu làZ.

⇒Số hiệu nguyên tử = Số đơn vị điện tích hạt nhân = Số proton = Số electron =Z

3. Kí hiệu nguyên tử

- Nguyên tốXcó số khốiAvà số hiệuZđược kí hiệu như sau:

AZX

⟶X: Kí hiệu hóa học

⟶A: Số khối nguyên tử

⟶Z: Số hiệu nguyên tử

- Ví dụ

2311Na

⟶Số hiệu nguyên tửNa = Số đơn vị điện tích hạt nhân = Số proton = Số electron =Z =11

⟶Số khối nguyên tửANa=23⇒Số nơtronNNa=23−11=12N

III. Đồng vị

- Các nguyên tử củacùngmộtnguyên tố hoá họccó thể có số khối khác nhau vì hạt nhân của các nguyên tử đó có số proton như nhau nhưng có thể có số nơtron khác nhau.

- Cácđồng vịcủacùng một nguyên tố hoá họclà những nguyên tử có cùng sốprotonnhưng khác nhau vể sốnơtron.

=> Acủa cácđồng vịsẽkhác nhau.

- Cácđồng vịđược xếp vào cùng 1ô nguyên tốtrong bảng tuần hoàn hóa học.

*Ngoài khoảng 340 đồng vị tự nhiên, người ta còn tổng hợp thêm 2400 đồng vị nhân tạo dùng trong y học, nông nghiệp.

IV. Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố hóa học

1. Nguyên tử khối

- Nguyên tử khối làkhối lượng tương đối của nguyên tửvà cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.

- Khối lượng của một nguyên tử bằng tổng khối lượng của proton, nơtron và electron trong nguyên tử đó, nhưng do khối lượng của electron quá nhỏ bé so với hạt nhân nên khối lượng một nguyên tử coi như bằng hạt nhân nguyên tử

=>Nguyên tử khối coi như bằng số khối (A)

2. Nguyên tử khối trung bình

Nguyên tử khối trung bình

V. Phương pháp giải một số bài toán về hạt nhân nguyên tử, đồng vị

Dạng 1: Xác định A, Z trong nguyên tử và kí hiệu nguyên tử nguyên tố hóa học
- Nguyên tử trung hoà về điện nên sốprotontronghạt nhânbằng số electron của nguyên

Số đơn vị điện tích hạt nhân Z = số proton = số electron

- Số khối (kí hiệu làA) là tổng số hạt proton (kí hiệu làZ) và tổng số hạt nơtron (kí hiệu làN) của hạt nhân đó :

A = Z + N

- Ký hiệu nguyên tử AZX

X: Nguyên tố hóa học

A: Số khối của nguyên tố X

Z: Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tố X

Dạng 2: Bài toán về đồng vị

Cácđồng vịcủacùng một nguyên tố hoá họclà những nguyên tử có cùng sốprotonnhưng khác nhau vể sốnơtron.

với a, b là % số nguyên tử của hai đồng vịX, Y.