ไอโซโทปคืออะไร?

ไอโซโทปคืออะไร?

ไอโซโทปเป็นอะตอมขององค์ประกอบเดียวกันที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนต่างกัน หมายเลขอะตอมของพวกเขาเหมือนกัน แต่หมายเลขมวลของพวกเขาแตกต่างกัน จำนวนมากมักเขียนโดย A ในขณะที่ Z หมายถึงเลขอะตอมขององค์ประกอบ หมายเลขอะตอมหมายถึงจำนวนของโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมและใช้เพื่อระบุตำแหน่งขององค์ประกอบบนตารางธาตุ จำนวนมวลของอะตอมคือจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียส ไอโซโทปขององค์ประกอบมีคุณสมบัติทางกายภาพแตกต่างกันเนื่องจากความแปรปรวนของมวลอะตอม เนื่องจากความแตกต่างนี้ไอโซโทปดังกล่าวมีความหนาแน่นต่างกันเช่นเดียวกับจุดหลอมเหลวและจุดเดือด อย่างไรก็ตามไอโซโทปขององค์ประกอบมักมีคุณสมบัติทางเคมีใกล้เคียงกัน ความคล้ายคลึงกันเกิดขึ้นเพราะมีเพียงอิเล็กตรอนเท่านั้นที่ใช้ในปฏิกิริยาเคมีไม่ใช่นิวตรอนหรือโปรตอน

ประวัติของไอโซโทป

Radiochemist Fredrick Soddy เสนอการดำรงอยู่ของไอโซโทปในปี 2456 เป็นครั้งแรกหลังจากทำการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการสลายตัวของโซ่กัมมันตรังสี ในระหว่างการทดลองของเขา Soddy ตระหนักถึงสี่สายพันธุ์ที่แตกต่างกันอยู่ระหว่างตะกั่วและยูเรเนียม แต่ตารางธาตุสามารถรองรับอะตอมได้ 11 อะตอมเท่านั้น หลังจากการทดสอบทางเคมีดำเนินการเพื่อแยกองค์ประกอบเหล่านี้บางอย่างล้มเหลวเขาแนะนำว่ามากกว่าหนึ่งประเภทอะตอมสามารถแบ่งปันตำแหน่งเดียวกันในตารางธาตุและตั้งชื่อพวกเขาไอโซโทป

ตัวอย่างของไอโซโทป

คลอรีนมีไอโซโทปที่สำคัญสองชนิด: chlorine-35 และ chlorine-37 เพื่อให้ได้ข้อสรุปนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าในสารคลอรีนสัดส่วนของไอโซโทปเหล่านี้มีอยู่โดยรวมและนั่นเป็นสาเหตุที่อัตราส่วนที่ใช้ในการแสดงความแตกต่างของปริมาณ อัตราส่วนเหล่านี้มีประโยชน์เมื่อคำนวณเปอร์เซ็นต์สัมพัทธ์และมวลอะตอมสัมพัทธ์ ตัวอย่างอื่น ๆ ของไอโซโทป ได้แก่ คาร์บอน (คาร์บอน -12 และคาร์บอน -14 ไอโซโทป) ออกซิเจน (ออกซิเจน -16 และออกซิเจน -18) และฟอสฟอรัส (ฟอสฟอรัส -31 เป็นไอโซโทปหลัก ไอโซโทปของสารประกอบเหล่านี้มีความเสถียรและส่วนใหญ่มีไอโซโทปเพียงสองชนิด อย่างไรก็ตามมีองค์ประกอบไม่กี่อย่างที่มีไอโซโทปเพียงอันเดียวซึ่งรวมถึงฟลูออรีนเบริลเลียมสารหนูอิตเทรียมทองคำอลูมิเนียมไอโอดีนแมงกานีสโซเดียมและไนโอเบียม

การทำให้บริสุทธิ์ของไอโซโทป

มีสามพื้นที่หลักที่ใช้ไอโซโทป อย่างแรกคือการแยกไอโซโทป การแยกช่วยอำนวยความสะดวกสูงสุดของคุณสมบัติของอะตอมตามที่ต้องการ ในการแยกองค์ประกอบที่มีน้ำหนักเบาเช่นดิวเทอเรียมและออกซิเจนมีการประยุกต์ใช้วิธีการกระจายแก๊ส การแยกองค์ประกอบที่หนักเช่นยูเรเนียมและพลูโทเนียมเกิดขึ้นจากมวลสาร

การประยุกต์ไอโซโทป

แอปพลิเคชันแรกของไอโซโทปคือการใช้งานโดยนักโบราณคดีในการออกเดทคาร์บอน ไอโซโทปมีสองชนิดคือไอโซโทปที่เสถียรและกัมมันตภาพรังสี ไอโซโทปที่เสถียรมีการรวมกันของโปรตอนและนิวตรอนเท่ากันดังนั้นจึงไม่เกิดการสลายตัว ในทางตรงกันข้ามไอโซโทปกัมมันตรังสีมีนิวเคลียสที่ไม่เสถียรและทำให้เกิดการสลายตัว การสลายกัมมันตภาพรังสีอาจใช้เวลานานถึง 5, 730 ปีเช่นองค์ประกอบคาร์บอน นักโบราณคดีใช้องค์ประกอบของไอโซโทปนี้เพื่อกำหนดอายุของวัตถุที่พบในการขุดนักโบราณคดี