Isotooppien vakaus
Atomit tarvitsevat tietyn neutronisuhteen protoneille on vakaa ydin. Liian monta tai liian vähän neutroneja verrattuna protoneihin johtaa epävakaaseen tai radioaktiiviseen ytimeen, joka ennemmin tai myöhemmin hajoaa vakaammaksi. Tätä prosessia kutsutaan radioaktiiviseksi hajoamiseksi. Monilla isotoopeilla on radioaktiivisia ytimiä, ja näitä isotooppeja kutsutaan radioisotoopeiksi. Kun ne hajoavat, ne vapauttavat hiukkasia, jotka voivat olla haitallisia. Siksi radioaktiiviset isotoopit ovat vaarallisia ja miksi niiden kanssa työskentely vaatii erityisiä suojapukuja. Hiilen isotooppi, joka tunnetaan nimellä hiili-14, on esimerkki radioisotoopista. Sen sijaan hiili-isotoopit, joita kutsutaan hiili-12: ksi ja hiili-13: ksi, ovat vakaita.
Tämä koko isotooppikeskustelu tuo meidät takaisin Daltonin atomiteoriaan. Daltonin mukaan tietyn alkuaineen atomit ovat identtisiä Mutta jos tietyn elementin atomeilla voi olla erilainen määrä neutroneja, niin niillä voi olla myös erilainen massa! Kuinka Dalton kaipasi tätä? Osoittautuu, että luonnossa esiintyvät alkuaineet esiintyvät vakiona yhtenäisinä seoksina luonnossa esiintyvistä isotoopeistaan. toisin sanoen litiumpala sisältää aina molempia luonnollisesti esiintyviä litiumityyppejä (tyyppiä, jossa on 3 neutronia ja tyyppiä, jossa on 4 neutronia) .Lisäksi se sisältää aina nämä kaksi samassa suhteellisessa määrässä (tai ”suhteellisessa runsaudessa”). litiumpalas, \ (93 \% \) on aina litiumia, jossa on 4 neutronia, kun taas loput \ (7 \% \) ovat aina litiumia, jossa on 3 neutronia.
Dalton kokeili aina suuria paloina elementti – paloina, jotka sisälsivät kaikki sen luonnossa esiintyvät isotoopit elementti. Tämän seurauksena, kun hän suoritti mittauksensa, hän havaitsi tosiasiallisesti kaikkien näytteen eri isotooppien keskimääräiset ominaisuudet. Suurimmaksi osaksi kemian tarkoituksistamme teemme saman asian ja käsittelemme atomien keskimääräistä massaa. Onneksi, lukuun ottamatta eri massoja, useimmat muut isotooppien ominaisuudet ovat samanlaiset.
On kaksi pääasiallista tapaa, joilla tutkijat osoittavat usein kiinnostavan atomin massamäärän. On tärkeää huomata. että massanumeroa ei ilmoiteta jaksollisessa taulukossa. Nämä kaksi tapaa sisältävät ydinsymbolin kirjoittamisen tai antamalla alkion nimelle kirjoitetun massanumeron.
Ydinsymbolin kirjoittamiseksi massanumero sijoitetaan kemikaalin vasempaan yläkulmaan (yläindeksi). symboli ja atominumero sijoitetaan symbolin vasempaan alakulmaan (alaindeksi). Helium-4: n täydellinen ydinsymboli on piirretty alla:
Seuraavat ydinsymbolit koskevat 31 neutronia sisältävää nikkelituumaa. ja uraanin ydin, jossa on 146 neutronia.
\
\
Edellä esitetyssä nikkelituumassa atominumero 28 osoittaa, että ydin sisältää 28 protonia, ja siksi sen on sisällettävä 31 neutronia, jotta sen massaluku olisi 59. Uraanin ytimessä on 92 protonia, kuten kaikissa uraanin ytimissä; ja tässä tietyssä uraanituumassa on 146 neutronia.
Toinen tapa edustaa isotooppeja on lisätä yhdysmerkki ja massanumero kemialliseen nimeen tai symboliin. Siten nämä kaksi ydintä olisivat nikkeli-59 tai Ni-59 ja uraani-238 tai U-238, missä 59 ja 238 ovat vastaavasti kahden atomin massanumerot. Huomaa, että massanumerot (ei neutronien lukumäärä) ilmoitetaan nimen puolella.
