동위 원소의 안정성
원자는 특정 비율의 중성자를 필요로합니다. 양성자에게 안정된 핵을 갖습니다. 양성자에 비해 중성자가 너무 많거나 적 으면 조만간 더 안정된 형태로 분해되는 불안정한 또는 방사성 핵이 생성됩니다. 이 과정을 방사성 붕괴라고합니다. 많은 동위 원소는 방사성 핵을 가지고 있으며 이러한 동위 원소를 방사성 동위 원소라고합니다. 부패하면 해로울 수있는 입자를 방출합니다. 이것이 방사성 동위 원소가 위험한 이유이며, 방사성 동위 원소로 작업하려면 보호를 위해 특별한 보호 복이 필요합니다. 탄소 -14로 알려진 탄소의 동위 원소는 방사성 동위 원소의 예입니다. 대조적으로 탄소 -12와 탄소 -13이라고 불리는 탄소 동위 원소는 안정적입니다.
동위 원소에 대한이 모든 논의는 우리를 Dalton의 원자 이론으로 되돌려줍니다. Dalton에 따르면 주어진 원소의 원자는 동일합니다. 그러나 주어진 원소의 원자가 다른 수의 중성자를 가질 수 있다면 그것들은 또한 다른 질량을 가질 수 있습니다! Dalton은 이것을 어떻게 놓쳤습니까? 자연에서 발견되는 원소는 자연적으로 발생하는 동위 원소의 일정한 균일 혼합물로 존재한다는 것이 밝혀졌습니다. 즉, 리튬 조각에는 항상 두 가지 유형의 자연 발생 리튬 (중성자가 3 개인 유형과 중성자가 4 개인 유형)이 모두 포함되어 있습니다. 또한 항상 동일한 상대적인 양 (또는 “상대적 존재비”)으로 두 유형을 포함합니다. 리튬 덩어리 \ (93 \ % \)는 항상 4 개의 중성자가있는 리튬이고 나머지 \ (7 \ % \)는 항상 3 개의 중성자가있는 리튬입니다.
Dalton은 항상 큰 원소의 덩어리-자연적으로 발생하는 모든 동위 원소를 포함하는 덩어리 요소. 결과적으로 그가 측정을 수행 할 때 그는 실제로 샘플에있는 모든 다른 동위 원소의 평균 특성을 관찰하고있었습니다. 화학에서 우리의 대부분의 목적을 위해 우리는 똑같은 일을하고 원자의 평균 질량을 다룰 것입니다. 운 좋게도 다른 질량을 갖는 것 외에도 다른 동위 원소의 다른 대부분의 특성은 비슷합니다.
과학자들이 관심있는 원자의 질량 수를 자주 표시하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 주목하는 것이 중요합니다. 질량수는 주기율표에 나와 있지 않습니다. 이 두 가지 방법에는 핵 기호를 쓰거나 질량 번호가 기록 된 원소 이름을 제공하는 것이 포함됩니다.
핵 기호를 작성하려면 화학 물질의 왼쪽 상단 (위 첨자)에 질량 번호를 배치합니다. 기호와 원자 번호는 기호의 왼쪽 아래 (아래 첨자)에 배치됩니다. 헬륨 -4에 대한 완전한 핵 기호가 아래에 그려져 있습니다.
다음 핵 기호는 31 개의 중성자가있는 니켈 핵에 대한 것입니다. 그리고 146 개의 중성자를 가진 우라늄 핵.
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위에 표시된 니켈 핵에서 원자 번호 28은 핵이 28 개의 양성자를 포함하고 있음을 나타냅니다. 따라서 질량수 59를 갖기 위해서는 31 개의 중성자를 포함해야합니다. 우라늄 핵은 모든 우라늄 핵처럼 92 개의 양성자를 가지고 있습니다. 이 특정 우라늄 핵에는 146 개의 중성자가 있습니다.
동위 원소를 나타내는 또 다른 방법은 화학명이나 기호에 하이픈과 질량 번호를 추가하는 것입니다. 따라서 두 개의 핵은 Nickel-59 또는 Ni-59 및 Uranium-238 또는 U-238이 될 것입니다. 여기서 59와 238은 각각 두 원자의 질량 수입니다. 질량 번호 (중성자의 수가 아님)는 이름 옆에 표시되어 있습니다.
