Είναι τα ισότοπα σταθερά; 11 Εξαντλητικά γεγονότα που πρέπει να γνωρίζετε

Είναι τα ισότοπα σταθερά; Είναι πολύ ενδιαφέρον να μάθουμε εάν όλα τα ισότοπα είναι σταθερά ή όχι καθώς τα Ισότοπα έχουν τόσες πολλές εφαρμογές.

Όλα τα ισότοπα δεν είναι σταθερά.Τα άτομα που υπάρχουν στη φύση είναι είτε σταθερά είτε ασταθή ισότοπα. Με βάση το ατομικό αρ. (Ζ) των ισοτόπων και αν ο πυρήνας περιέχει άρτιο ή περιττό αριθ. των ισοτόπων μπορούμε να προβλέψουμε για τη σταθερότητα των ισοτόπων.

Παράδειγμα: Το υδρογόνο έχει τρία ισότοπα Πρωτίου, Δευτέριο και Τρίτιο. Μεταξύ αυτών των τριών ισοτόπων, το πρωτίου και το δευτέριο είναι τα σταθερά ισότοπα, αλλά το τρίτιο είναι ασταθές.

209 εικόνα
Δημιουργήθηκε αυτόματα μια εικόνα που περιέχει την περιγραφή σχεδίουProtium
(σταθερός)
213 εικόνα
Δημιουργήθηκε αυτόματα μια εικόνα που περιέχει την περιγραφή σχεδίουΔετέριο
(σταθερός)

211 εικόνα
Δημιουργήθηκε αυτόματα μια εικόνα που περιέχει την περιγραφή σχεδίουτρίτιο
(ασταθής)

Φιγούρα: Είναι τα ισότοπα σταθερά;

Ποια ισότοπα είναι σταθερά;

Τα ακόλουθα ισότοπα είναι σταθερά –

Ισότοπα που δεν υφίστανται ραδιενεργό διάσπαση. Ισότοπα των οποίων ο ατομικός αρ. μικρότερο από 20 και με αναλογία n/p κοντά στο 1. Ισότοπα με μεγάλο χρόνο ημιζωής ή δεν έχουν χρόνο ημιζωής. Τα ισότοπα με ατομικό αριθμό < 82 έχουν ένα ή περισσότερα από ένα σταθερά ισότοπα (Εκτός από το τεχνήτιο Z= 43 και το προμέθιο με Z = 61).

Ισότοποι πυρήνες με τέτοιο αριθμό πρωτονίων ή νετρονίων που καθιστούν το ισότοπο σταθερό. Αυτοί οι μαγικοί αριθμοί εμφανίζονται φυσικά στα ισότοπα που είναι σταθερά.

Ορισμένα ισότοπα περιέχουν από μαγικά αρ. τόσο για τα νετρόνια όσο και για τα πρωτόνια. Αυτό ονομάζεται διπλοί μαγικοί αριθμοί.

Οι μαγικοί αριθμοί για τον αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων είναι -

πρωτόνιο: 2,8,20,28,50,82,114

νετρόνιο: 2,8,20,28,50,82,126,184

Παράδειγμα: Ήλιο με 2 πρωτόνια και 2 νετρόνια

                 Μόλυβδος με 82 πρωτόνια και 126 νετρόνια

Αρ. του ProtonΑρ. νετρονίωνΣταθερά ισότοπα που έχουν αυτά τα αρ. είτε σε πρωτόνιο ή νετρόνιο
    Even      Even         163
    Even     Περιττός         53
    Περιττός    Even          50
    Περιττός    Περιττός          4
Πίνακας: Ισότοπα που έχουν μαγικό αρ. είτε πρωτονίου είτε νετρονίου

 Ποια ισότοπα είναι ασταθή;

 Τα ακόλουθα ισότοπα είναι ασταθή –

  • Τα ισότοπα με περιττό αριθμό τόσο πρωτονίων όσο και νετρονίων έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα να είναι ασταθή (Εξαίρεση υδρογόνο-2, λίθιο-3, βόριο-10, άζωτο-14).
  • Ισότοπα με μικρό χρόνο ημιζωής που μπορούν εύκολα να υπολογιστούν.
  • Τα ισότοπα που έχουν ατομικό αριθμό(Z) > 83 είναι ασταθή.

Είναι σταθερό το μητρικό ισότοπο;

Όχι, τα μητρικά ισότοπα δεν είναι ποτέ σταθερά ισότοπα. Η ραδιενεργή διάσπαση ξεκινά από το ίδιο το μητρικό ισότοπο. Τα μητρικά ισότοπα υφίστανται ραδιενεργό διάσπαση για να σχηματίσουν θυγατρικό ισότοπο. Κατά τη διάσπαση, το μητρικό ισότοπο εκπέμπει σωματίδια άλφα, βήτα και γάμμα.

Παράδειγμα- Το ουράνιο υφίσταται διάσπαση άλφα και σχηματίζει Θόριο (θυγατρικό ισότοπο).

Είναι σταθερά τα ραδιενεργά ισότοπα;

Τα ραδιενεργά ισότοπα δεν είναι σταθερά. Ο πυρήνας του ραδιενεργού ισοτόπου έχει ασταθή αναλογία n/p που είναι η αναλογία νετρονίων προς πρωτόνιο. Όταν το ραδιενεργό ισότοπο υφίσταται ραδιενεργό διάσπαση, μετατρέπονται σε διαφορετικό άτομο. Τα ραδιενεργά ισότοπα υφίστανται αποσύνθεση αυθόρμητα και απελευθερώνουν υποατομικά σωματίδια και ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες.

Η διαδικασία της ραδιενεργής διάσπασης συνεχίζεται έως ότου σχηματιστεί ένα σταθερό άτομο και δεν είναι πλέον ραδιενεργό.

Γιατί ορισμένα ισότοπα είναι σταθερά και άλλα ασταθή;

Η σταθερότητα του πυρήνα εξαρτάται από τον αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων που υπάρχουν στον πυρήνα.

Ορισμένα ισότοπα είναι σταθερά για τους ακόλουθους λόγους:

Ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις που συγκρατούν νετρόνια και πρωτόνια μαζί. Αυτές οι δυνάμεις είναι ισχυρότερες από εκείνες που απομακρύνουν τα πρωτόνια και τα νετρόνια (όπως η ηλεκτροστατική απώθηση μεταξύ των θετικά φορτισμένων πρωτονίων).

Η αναλογία n/p τους είναι στην περιοχή 1:1 ή 1.5:1

π.χ.: το υδρογόνο έχει τρία ισότοπα

Protium1 πρωτόνιοΣταθερός
Δετέριο1 πρωτόνιο + 1 νετρόνιοΣταθερός
τρίτιο1 πρωτόνιο + 2 νετρόνιαΑσταθής (Ραδιενεργός)
ισότοπα του υδρογόνου

Ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις λειτουργούν σε μικρές αποστάσεις. Καθώς το μέγεθος του πυρήνα αυξάνεται, οι ηλεκτροστατικές απωθητικές δυνάμεις μεταξύ των θετικά φορτισμένων πρωτονίων μειώνονται.

Η παρουσία επιπλέον νετρονίων αυξάνει τον χώρο μεταξύ των πρωτονίων και η απώθηση μεταξύ των πρωτονίων μειώνεται.

Αυτό καθιστά τα ισότοπα σταθερά.

Ορισμένα ισότοπα είναι ασταθή για τους ακόλουθους λόγους:

  • Η παρουσία επιπλέον νετρονίων παράγει επιπλέον ενέργεια στον πυρήνα, μια περίσσεια ενέργειας καθιστά το ισότοπο ασταθές.

π.χ.: Ο άνθρακας-14 που έχει 6 πρωτόνια και 8 νετρόνια είναι ασταθής.

  • Οι δυνάμεις μεταξύ των σωματιδίων των νετρονίων και των πρωτονίων δεν είναι ισορροπημένες λόγω της υπερβολικής παρουσίας είτε νετρονίων είτε πρωτονίων.
  • Ο λόγος n/p τους είναι είτε μικρότερος από 1:1 είτε μεγαλύτερος από 1.5:1
  • Παρουσία πάρα πολλών ή πολύ λιγότερων νετρονίων σε σύγκριση με την απαιτούμενη βέλτιστη αναλογία.

Σταθερά ισότοπα ορισμένων στοιχείων

Τα σταθερά ισότοπα ορισμένων κοινών στοιχείων είναι τα εξής:

Ποια είναι τα σταθερά ισότοπα του άνθρακα;

Τα σταθερά ισότοπα του άνθρακα είναι -

Άνθρακα-12
Άνθρακα-13
σταθερά ισότοπα άνθρακα

Ποια είναι τα σταθερά ισότοπα του αζώτου;

Τα σταθερά ισότοπα του αζώτου είναι -

Άζωτο-14
Άζωτο-15
σταθερά ισότοπα αζώτου

Ποια είναι τα σταθερά ισότοπα του Οξυγόνου;

Τα σταθερά ισότοπα του οξυγόνου είναι -

Oxygen-16
Oxygen-17
Oxygen-18
σταθερά ισότοπα οξυγόνου

Ποια είναι τα σταθερά ισότοπα του υδρογόνου;

Τα σταθερά ισότοπα του υδρογόνου είναι -

Hydrogen-1 (protium)
Υδρογόνο-2 (δευτέριο)
σταθερά ισότοπα υδρογόνου

Ποια είναι τα σταθερά ισότοπα του ηλίου;

Τα σταθερά ισότοπα του ηλίου είναι -

Ήλιο-4
Ήλιο-3
σταθερά ισότοπα ηλίου

Ποια είναι τα σταθερά ισότοπα του ουρανίου;

Τα σταθερά ισότοπα του ουρανίου είναι -

Ουράνιο-234
Ουράνιο-238
Ουράνιο-235
Ουράνιο-236
σταθερά ισότοπα ουρανίου

Ποια είναι τα σταθερά ισότοπα του βηρυλλίου;

Τα σταθερά ισότοπα του βηρυλλίου είναι -

Βηρύλλιο-9
σταθερό ισότοπο βηρυλλίου

Ποια είναι τα σταθερά ισότοπα του ασβεστίου;

Τα σταθερά ισότοπα του ασβεστίου είναι -

Ασβέστιο-40
Ασβέστιο-44
Ασβέστιο-41
Ασβέστιο-43
Σταθερά ισότοπα ασβεστίου

Ποια είναι τα σταθερά ισότοπα του κασσίτερου;

Τα σταθερά ισότοπα του κασσίτερου είναι -

Κασσίτερος-117
Κασσίτερος-112
Κασσίτερος-124
Κασσίτερος-120
σταθερά ισότοπα του κασσίτερου

Ποια είναι τα σταθερά ισότοπα του μολύβδου;

Τα σταθερά ισότοπα του μολύβδου είναι-

Μόλυβδος-204
Μόλυβδος-206
Μόλυβδος-207
Μόλυβδος-208
σταθερά ισότοπα του Μολύβδου

Συμπέρασμα:

Τα ισότοπα μπορεί να είναι σταθερά ή ασταθή. Όλα τα τεχνητά ισότοπα είναι ασταθή και ως εκ τούτου ραδιενεργά. Ισότοπα με αναλογία n/p 1:1 ή 1.5:1 είναι σταθερά στο ισότοπο.