Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Mi az izotóp?
- Két izotóp elemei
- Kettőnél több izotóppal rendelkező elemek
Az atommagok csak protonokat és neutronokat tartalmaznak, és definíció szerint ezek mindegyike körülbelül 1 atomtömeg-egység (amu) tömegű. Ezért az egyes elemek atomtömegének - amely nem tartalmazza az elhanyagolható elektronok súlyát - egész számnak kell lennie. A periódusos rendszer gyors áttekintése azonban azt mutatja, hogy a legtöbb elem atomtömege tizedes törtet tartalmaz. Ennek oka az, hogy az egyes elemek felsorolt tömege az elem természetes módon előforduló összes izotópjának átlaga. A gyors számítás meghatározhatja az elem egyes izotópjainak százalékos előfordulását, feltéve, hogy ismeri az izotópok atomtömegét. Mivel a tudósok pontosan meghatározták ezen izotópok súlyát, tudják, hogy a súlyok kissé eltérnek az integrális számtól. Hacsak nincs szükség nagy pontosságra, figyelmen kívül hagyhatja ezeket az apró frakcionális különbségeket a bőség-százalék kiszámításakor.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
Kiszámolhatja az izotópok százalékos előfordulását egynél több izotóppal rendelkező elem mintájában, mindaddig, amíg kettő vagy annál kevesebb jelenléte ismeretlen.
Mi az izotóp?
Az elemeket a periódusos táblázat felsorolja, a magukban levő protonok száma szerint. A sejtmagok neutronokat is tartalmaznak, azonban az elemtől függően lehet, hogy nincs, egy, kettő, három vagy több neutron a magban. Például a hidrogénnek (H) három izotópja van. A mag 1A H nem más, mint egy proton, de a deutérium magja (2H) tartalmaz egy neutront és a tríciumot (3H) két neutronot tartalmaz. A kalciumban (Ca) hat izotóp fordul elő a természetben, ónban (Sn) ez a szám 10. Az izotópok instabilok lehetnek, és néhányuk radioaktív. Az urán (U) után, amely a periódusos rendszer 92. helyén van, egyik elemnek nincs egynél több természetes izotópja.
Két izotóp elemei
Ha egy elemnek két izotópja van, könnyen beállíthat egy egyenletet az egyes izotópok relatív előfordulásának meghatározására az egyes izotópok tömege alapján (W1 és W2) és az elem tömege (We) szerepelnek az időszakos táblázatban. Ha az 1-es izotóp bőségét jelöli x, az egyenlet:
W1 • x + W2 • (1 - x) = We
mivel mindkét izotóp tömegének hozzá kell járulnia az elem súlyának megadásához. Miután megtalálta a (x) -ot, szorozza meg 100-zal, hogy százalékot kapjon.
Például a nitrogénnek két izotópja van, 14N és 15N, és a periódusos táblázat a nitrogén atomtömegét 14,007-ként mutatja. Az egyenlet beállításával ezekkel az adatokkal kapjuk: 14x + 15 (1 - x) = 14,007, és (x) -re megoldva megtaláljuk a 14N értéke 0,993, vagy 99,3 százalék, ami azt jelenti, hogy 15N 0,7%.
Kettőnél több izotóppal rendelkező elemek
Ha van egy olyan mintája, amelyben kettőnél több izotóp van, akkor megtalálhatja ezek közül kettő előfordulását, ha ismeri a többiek bőségét.
Példaként vegye figyelembe ezt a problémát:
Az oxigén (O) átlagos atomtömege 15 9994 amu. Három természetesen előforduló izotópja van, 16O, 17O és 18O, és az oxigén 0,037% -a alkotja 17O. Ha az atomsúlyok 16O = 15,995 amu, 17O = 16 999 amu és 18O = 17 999 amu, mekkora a két másik izotóp előfordulása?
A válasz megtalálásához konvertáljuk a százalékokat decimális frakciókra, és vegye figyelembe, hogy a másik két izotóp bősége (1 - 0.00037) = 0.99963.
Állítsa be az egyik ismeretlen bőséget - mondjuk a 16O - legyen (x). A másik ismeretlen bőség, a 18O, akkor 0,9963 - x.
(atom atom tömege) 16O) • (a frakcionált bőség) 16O) + (atomtömeg) 17O) • (a frakcionált bőség) 17O) + (atomtömeg) 18O) • (a frakcionált bőség) 18O) = 159994
(15.995) • (x) + (16.999) • (0.00037) + (17.999) • (0.99963 - x) = 15.9994
15.995x - 17.999x = 15.9994 - (16.999) • (0.00037) - (17.999) (0.99963)
x = 0,9976
Miután meghatároztuk, hogy (x) a 16O, a bőség 18O ezután (0,99963 - x) = (0,99963 - 0,9976) = 0,00203
A három izotóp előfordulása ekkor:
16O = 99,76%
17O = 0,037%
18O = 0,203%