Изотопи
Чөлөөт нэвтэрхий толь, Википедиагаас
Изотопи гэдэг нь ямар нэгэн химийн элементийн атом массаараа ялгаатай төрлүүдийг хэлнэ. Уг атом массын ялгаа нь тухайн элементийн цөм дэх нейтроны тооны ялгаанаас үүснэ. Өөрөөр хэлбэл, изотопи гэдэг нь цөм дэх протоны тоогоороо ижил боловч нейтроны тоогоороо ялгаатай тухайн химийн элементийн төрлүүд (атомууд) юм. Изотопийг 3He, 12C, 13C, 131I and 238U гэж тэмдэглэнэ.
Шотландын эрдэмтэн Маргарет Тод анх изотопи ("нэг дор" гэсэн утгатай Грек үг) гэдэг нэр томъёог хэрэглэхийг, 1921 онд цацраг идэвхит бодисын судалгаагаар Химийн салбарт Нобелийн шагнал хүртсэн Фредрик Содд санал болгосон байна.
Агуулга |
[Засварлах] Изотопиудын шинж чанарын ялгаа
Ямар нэгэн атомын изотопиудын электрон ба протоны тоо тэнцүү байхаас гадна электрон байгуулалт нь мөн ижил тул, ерөнхий тохиолдолд, изотопиудын химийн шинж чанар нь ойролцоо байна. Гэвч элементүүдийн шинж чанарт электроны байгуулалтаас гадна кинетик эффект чухал үүрэгтэй. Нэг химийн элементийн изотопиудын шинж чанарын ялгаа нь энэхүү кинетик эффектээр тодорхойлогдоно. Өөрөөр хэлбэл, нэг химийн элементийн изотопиуд нь өөр хоорондоо массын ялгаатай бөгөөд хөнгөн изотопи нь хүнд изотопиосоо илүү их химийн идэвхитэй, амархан урвалд орно.
Энэхүү массын ялгаа нь устөрөгч-1 (проти - 1H) ба устөрөгч-2 (дейтри - 2H) 2 дээр маш сайн илрэнэ. Хүнд изотoпиудын хувьд энэ ялгаа бага болно.
[Засварлах] Тогтвортой изотопи
Тогтвортой изотопи гэдэг нь задардаггүй (цацраг идэвхит бус) буюу хагас задралын хугацаа нь маш урт изотопуудыг хэлнэ. Атомын цөм дахь нейтроны тооны ялгаанаас үүдсэн массын ялгаа нь изотопиудын шинж чанарын өөрчлөлтийг тодорхойлно. Массын ялгаанаас хамааран, химийн урвалын үр дүнд, нэг фазаас нөгөө фаз руу хүнд, хөнгөн изотопийн ялгаралт явагдана. Устөрөгчийн изотопиудын (1H нь зөвхөн 1 протонтой, 2H нь 1 протон, 1 нейтронтой) хувьд энэхүү массын ялгаа 100% хүрэх тул маш их хэмжээний изотопийн ялгаралт явагдана.
Эртний цаг уур, экологи, биологи, ботаникийн судалгаанд түгээмэл хэрэглэгддэг тогтвортой изотопиуд нь хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгч, азот, устөрөгч ба хүхрийн изотопиуд юм.
[Засварлах] Изотопийн ялгаралт
Изотопийн ялгаралт явагдах үндсэн 3 төрлийн механизм байна:
- тэнцвэрт ялгаралт (equilibrium fractionation)
- кинетик ялгаралт
- массаас хамаарахгүй ялгаралт
[Засварлах] Тогтворгүй изотопи
Атомын цөм нь цацраг идэвхит задралын (энергийн алдагдал) үр дүнд нэг атомоос нөгөө атом руу шилжиж байвал үүнийг тогтворгүй изотопи буюу цацраг идэвхит изотопи гэж нэрлэнэ. Жишээлбэл: Нүүрстөрөгч-14-ийн атом нь азот-14-ын атом руу хувирна. Атомын төвшинд уг задралыг яг тодорхойлох боломжгүй боловч, ойролцоогоор задрах хурдыг (зэргийг) тооцох боломжтой юм.
[Засварлах] Цацраг идэвхит задралын зэрэг
Тогтворгүй изотопийн задралын зэргийг тодорхойлоход хэрэглэгддэг гол үзүүлэлт нь хагас задралын хугацаа болон задралын тогтмол (decay constant) юм. Тодорхой тооны цацраг идэвхит цөмүүдийн тэн хагас нь задрах хугацааг хагас задралын хугацаа гэнэ. Хагас задралын хугацаа 1019 жилээс (209Bi) 10-23 секунд хүртэл хэлбэлзэнэ.
Хагас задралын хугацаа, задралын тогтмол 2 нь доорхи хамааралтай байна.
[Засварлах] Бусад холбоотой сэдвүүд
[Засварлах] Гадаад холбоос
- International Atomic Energy Agency
- Atomic weights of all isotopes
- Atomgewichte, Zerfallsenergien und Halbwertszeiten aller Isotope
- Chart of the Nuclides produced by the Knolls Atomic Power Laboratory
- Exploring the Table of the Isotopes at the LBNL
- Current isotope research and information