Opracowania.pl PLUS:
Zaloguj się żeby dostać więcej
Jesteś tutaj: Chemia » Liceum » Budowa atomu » Izotopy

Izotopy

IZOTOPY - atomy tego samego pierwiastka o takiej samej liczbie atomowej (taka sama liczba protonów w jądrze), a różnej liczbie masowej (różna liczba neutronów w jądrze). Izotopy zajmują to samo miejsce w Układzie Okresowym (ta sama liczba atomowa). Np. izotopy węgla: węgiel dwanaście (C-12) i węgiel czternaście (C-14) o symbolach odpowiednio:

Budowa atomu a położenie pierwiastka w układzie okresowym.

Przeanalizujmy zapisy:

Izotopy. 6 protonów, 6 elektronów, 12 nukleonów, 6 neutronów.

Izotopy wodoru to:

Izotopy. 1 proton w jądrze atomowym, 1 neutron, izotopy trwałe występują w przyrodzie, izotop promieniotwórczy wytworzony sztucznie.

Nuklid - zbiór atomów o określonej budowie jądra atomowego, tzn. o określonej liczbie protonów i neutronów w jądrze. Każdy izotop jest nuklidem.

Większość pierwiastków występujących w przyrodzie to mieszaniny ich izotopów o stałym składzie ilościowym.

Tylko nieliczne pierwiastki (np. glin, jod, fluor, sód) nie mają izotopów.

Masa atomowa pierwiastka jest dla pierwiastków występujących w przyrodzie w postaci mieszaniny izotopowej średnią masą atomową wynikającą z procentowej zawartości jego izotopów, którą można obliczyć ze wzoru:

Izotopy.

gdzie: mat - masa atomowa pierwiastka

A1, A2 , An - liczby masowe poszczególnych izotopów

% m1, % m2, % mn - procentowe zawartości poszczególnych izotopów

lub:

Izotopy.

gdzie: mat - masa atomowa pierwiastka

A1, A2 , An - liczby masowe poszczególnych izotopów

N1, N2, Nn - ilości izotopów poszczególnych atomów w próbce

np. węgiel jest mieszaniną dwóch izotopów:

Izotopy. 98,89% izotopu, a więc możemy obliczyć jego masę atomową korzystając ze wzoru...

Podstawiamy do wzoru zawartość procentową izotopu C-12 wynoszącą 98,89% i mnożymy ją przez jego masę atomową (12u), do tego dodajemy zawartość procentową drugiego izotopu węgla C-13, wynoszącą 1,11% pomnożoną przez jego masę atomową (13u). Licznik dzielimy przez 100 (procenty się skracają) i otrzymujemy masę atomową węgla (12,011) wyrażoną w atomowych jednostkach masy (u).

Izotopy.

Powyższy przykład wyjaśnia, dlaczego masy atomowe większości pierwiastków nie są liczbami całkowitymi.

Zastosowanie izotopów:

- przemysł energetyczny (elektrownie jądrowe), np. 239Pu i 235U

- medycyna (terapia nowotworowa), np. 226Ra i 60Co

- oznaczanie wieku wykopalisk w badaniach archeologicznych i geologicznych - 14C

- badanie procesów fizycznych i chemicznych, np. 18O

- sterylizacja żywności - 60Co

- diagnostyka stanu technicznego i wykrywanie wad w urządzeniach przemysłowych, np. 137Cs i 60Co

Zadanie 1

Podaj liczbę poszczególnych cząstek elementarnych w atomach wapnia - 40 i wapnia - 44.

Rozwiązanie:

Izotopy. Zapis wapń - 40 oznacza izotop wapnia, dla którego liczba masowa (A) wynosi 40, zapisujemy ją więc w lewym górnym rogu symbolu wapnia. Z Układu Okresowego odczytujemy liczbę atomową wapnia, która znajduje się w lewym dolnym rogu symbolu, tj. 20. Wypisujemy liczbę poszczególnych cząstek: liczba protonów i elektronów jest taka sama i równa się liczbie atomowej (Z), tj. 20. Liczba nukleonów, tj. suma protonów i neutronów jest równa liczbie masowej (A = 40), stąd odejmując od niej liczbę protonów (20) obliczamy liczbę neutronów (40 - 20 = 20). Wapń - 44 to izotop wapnia o liczbie masowej (A) równej 44 (lewy górny róg symbolu), liczba atomowa (Z) jest taka sama dla obu izotopów (izotopy mają taką samą liczbę atomową, a różną masową) i wynosi 20 (lewy dolny róg symbolu). Wiemy, że liczba atomowa (20) jest równa liczbie protonów (20) i liczbie elektronów (20), a liczba masowa (44) podaje liczbę nukleonów (44) w jądrze. Aby obliczyć liczbę neutronów, od liczby masowej (A) odejmujemy liczbę atomową (Z), tj. 44 - 20 = 24.

Zadanie 2

Wybierz spośród podanych nuklidów zbiory izotopów i podaj ich nazwę:

Izotopy.

Rozwiązanie:

Izotopy są to odmiany pierwiastka o takiej samej liczbie atomowej, a różnej masowej. Wśród podanych nuklidów możemy wyróżnić zatem 3 grupy izotopów:

Izotopy. Wśród podanych przykładów szukamy atomów o takiej samej liczbie atomowej (porównujemy liczby znajdujące się w lewym dolnym rogu). W Układzie Okresowym sprawdzamy, jaki pierwiastek ma liczbę atomową 16 - jest to siarka. Nazwy izotopów tworzymy dodając do symbolu pierwiastka (S) jego liczbę masową, np. 32 lub 36 (czytamy odpowiednio siarka trzydzieści dwa, siarka trzydzieści sześć). Wśród podanych przykładów mamy dwa atomy o liczbie atomowej Z = 30, będące izotopami cynku (w Układzie Okresowym szukamy pierwiastka o liczbie atomowej 30, jest to Zn). Ich nazwy tworzymy podając oprócz symbolu cynku (Zn) liczbę masową (lewy górny róg litery E) danego izotopu, tj. 64 i 70.Izotopy. Ostatnie dwa atomy mają liczbę atomową równą 18, a więc są to izotopy argonu (w Układzie Okresowym pod liczbą atomową 18 znajdziemy argon) trzydzieści sześć i czterdzieści (liczby masowej zapisane w lewym, górnym rogu litery E). Nazwy izotopów tworzymy dopisując do symbolu pierwiastka (Ar) odpowiednią liczbę masową: Ar-36 i Ar-40.

Zadanie 3

Korzystając z zapisu... E - symbol pierwiastka, Z - liczba atomowa, A - liczba masowa...

a) węgiel - 13

b) miedź - 65

c) wodór - 3

Rozwiązanie:

Izotopy. W lewym górnym rogu symbolu węgla (C) zapisujemy podaną w nazwie liczbę (13), która jest liczbą masową tego izotopu. Liczbę atomową (6), którą należy zapisać w lewym dolnym rogu odczytujemy z Układu Okresowego. Liczba masoaw (A) tego nuklidu podana jest w nazwie - 65, zapisujemy ją w lewym górnym rogu symbolu miedzi (Cu). Liczbę atomową (Z) odczytujemy w Układzie Okresowym Pierwiastków i zapisujemy w lewym dolnym rogu symbolu. W nazwie podana jest liczba masowa (A = 3), którą zapisujemy w lewym górnym rogu symbolu wodoru (Z = 1) i zapisujemy ją w lewym dolnym rogu symbolu.

Zadanie 4

Podaj symbol, liczbę atomową i liczbę masową izotopów zawierających:

a) 35 elektronów i 79 nukleonów oraz 35 elektronów i 81 nukleonów

b) 10 elektronów i 10 neutronów oraz 10 elektronów i 12 neutronów

c) 7 protonów i 7 neutronów oraz 7 protonów i 8 neutronów

Rozwiązanie:

Izotopy. Liczba elektronów (35) w atomie jest równa liczbie atomowej (Z), a liczba nukleonów (79) odpowiada liczbie masowej (A). W Układzie Okresowym sprawdzamy, jaki pierwiastek ma liczbę atomową (w lewym dolnym rogu symbolu) równą 35, jest to Brom (Br). Drugi z izotopów ma liczbę masową (A) równą 81 (liczba nukleonów) i liczbę atomową 35 (izotopy mają taką samą liczbę atomową, różnią się liczbą masową, czyli liczbą nukleonów w jądrze).Izotopy. Liczba elektronów (10) jest równa liczbie atomowej (Z = 10), liczba masowa (A) jest równa liczbie nukleonów, czyli sumie protonów i neutronów. W atomie liczba elektronów (10) musi być taka sama, jak liczba protonów (10). Dodając ją do liczby neutronów (10) podanej w treści zadania, otrzymujemy liczbę nukleonów (20) będącą równocześnie liczbą masową (lewy górny róg symbolu) pierwszego izotopu. Drugi z izotopów: liczba elektronów jest równa liczbie atomowej (Z = 10) i liczbie protonów (10). Liczba masowa (A) to suma protonów (10) i neutronów (12). Znając z treści zadania liczbę protonów (7) znamy również liczbę atomową (Z = 7) i symbol pierwiastka (N - azot). Suma protonów (7) i neutronów (7) jest równa liczbie masowej (A = 14) pierwszego izotopu. Drugi z izotopów: liczba protonów wynosi 7, więc liczba atomowa (Z) jest też równa 7. Suma protonów (7) i neutronów (8) jest równa liczbie masowej (7 + 8 = 15), którą zapisujemy w lewym górnym rogu symbolu azotu.

Wybierz szkołę

Szkoła

Ostatnio oglądane

Ostatnio oglądane
Na swoich stronach GRUPA INTERIA.PL Sp. z o.o. Sp.k. wykorzystuje wraz z innymi podmiotami pliki cookies (tzw. ciasteczka) i inne technologie m.in. w celach statystycznych i reklamowych. Korzystając z naszych stron bez zmiany ustawień przeglądarki będą one zapisane w pamięci urządzenia. Kliknij, aby dowiedzieć się więcej, w tym jak zarządzać plikami cookies. Zamknij