Ізотопи

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Розподіл ізотопів.
По горизонталі — заряд ядра (кількість протонів).
По вертикалі — атомна маса (кількість нуклонів).
Колір — стабільність ізотопу (тривалість напіврозпаду).

Ізотопи — нукліди одного і того самого хімічного елементу, які мають різне число нейтронів, а, отже, різну атомну масу.

Ізотопи позначають тими самими символами, що і хімічний елемент, додаючи зверху з лівого боку символа масове число, наприклад, ізотопи хлору позначають: 35Cl і 37Cl, чи масове число слідує за назвою чи символом елементу, наприклад: уран-233 чи Pu-239.

Ізотопи даного хімічного елемента мають однаковий заряд атомного ядра, тобто один порядковий номер, і займають те ж саме місце в періодичній системі, мають однакову кількість протонів в ядрі атома, але відрізняються один від одного кількістю нейтронів. Так, в атомному ядрі ізотопу хлору 35Cl міститься 17 протонів, оскільки порядковий номер хлору 17, і 18 нейтронів (35—17=18), а в ядрі ізотопу хлору 37Cl — 17 протонів і 20 нейтронів (37—17 = 20).

Деякі хімічні елементи мають невелику кількість стабільних ізотопів. Так, для Оксигену відомо три стабільні ізотопи: 16O (ядро складається з 8 протонів і 8 нейтронів), 17O (ядро складається з 8 протонів і 9 нейтронів) і 18О (ядро складається з 8 протонів і 10 нейтронів). Для водню відомо теж три ізотопи: 1H (ядро складається лише з одного протона), 2H (ядро складається з одного протона і одного нейтрона), 3H (ядро складається з одного протона і двох нейтронів). Деякі ж хімічні елементи складаються з досить великої кількості ізотопів. Наприклад, ксенон має 9 ізотопів, олово — 10 і т. д.

Переважна більшість ізотопів не має спеціальних назв, але для ізотопів деяких елементів, зокрема для ізотопів водню, існують спеціальні назви і навіть спеціальні символи. Так, ізотоп водню 1H називають протій, ізотоп 2H — дейтерій і позначають символом D а ізотоп 3Н — тритій (символ T). Деякі ізотопи в природі досить поширені, як, наприклад, ізотоп кисню 16O і ізотоп водню 1Н, а інші ізотопи зустрічаються в дуже мізерних кількостях, як ізотопи кисню 17O і 18O і ізотопи водню 2H і 3H.

За хімічними властивостями всі ізотопи окремого елементу дуже близькі, тому значної різниці між ними у хімічних реакціях не спостерігається. Виняток становлять лише ізотопи водню, які за своїми властивостями помітно відрізняються один від одного.

Атомна маса ізотопу виражена у вуглецевих одиницях не є цілим числом для всіх елементів окрім С-12, на відміну від масового числа, яке є завжди цілим числом рівному сумі протонів та нейтронів.

Стабільність[ред.ред. код]

Більшість відомих ізотопів нестабільні щодо радіоактивного розпаду. Характеристиками нестабільних ізотопів є період напіврозпаду та канал розпаду. Основними каналами розпаду є бета-радіоктивність та альфа-радіоктивність. При бета-розпаді ядро ізтотопа випромінює електрон або позитрон, і, відповідно, або збільшує, або зменшує свій атомний номер. При альфа-розпаді, ядро ізотопа випромінює альфа-частинку, і відповідно, його атомний номер зменшується на двійку, а масове число на 4. Деякі ізотопи, наприклад, 235U, можуть ділитися.

Період напіврозпаду нестабільних ізотопів може бути дуже різним, від 1×10-24 c до значень, що перевищують вік Всесвіту. В останньому випадку слабку радіоативність можна зареєструвати точними вимірюваннями, однак ізотоп можна вважати практично стабільним.

В навколишній природі зустрічаються в основному стабільні ізотопи хімічних елементів, оскільки нестабільні врешті-решт розпадаються. Однак вони також і утворюються внаслідок ядерних реакцій.

Джерела[ред.ред. код]