Чим ізотопи відрізняються одна від одної. Уявлення про атоми як неподільні найдрібніші частинки речовини

Встановлено, кожен хімічний елемент, що у природі – це суміш ізотопів (звідси вони мають дробові атомні маси). Щоб зрозуміти, чим відрізняються один від одного ізотопи, необхідно детально розглянути будову атома. Атом утворює ядро та електронну хмару. На масу атома впливають електрони, що рухаються з приголомшливою швидкістю орбіталями в електронній хмарі, нейтрони і протони, що входять до складу ядра.

Визначення

Нейтрони не мають заряду, зате їх кількість в атомному ядрі одного і того ж елемента може бути різною. Це не позначається на нейтральності атома, але впливає його масу і властивості. Наприклад, у будь-якому ізотопі атома водню є по одному електрону та протону. А кількість нейтронів різна. У протиї є лише 1 нейтрон, в дейтерії – 2 нейтрони й у тритії – 3 нейтрони. Ці три ізотопи помітно відрізняються один від одного за властивостями.

Порівняння

У них різна кількість нейтронів, неоднакова маса та різні властивості. Ізотопи мають ідентичну будову електронних оболонок. Це означає, що вони досить близькі за хімічними властивостями. Тому їм відведено у періодичній системі одне місце.

У природі виявлені ізотопи стабільні та радіоактивні (нестабільні). Ядра атомів радіоактивних ізотопів здатні мимоволі перетворюватися на інші ядра. У процесі радіоактивного розпаду вони випромінюють різні частинки.

Більшість елементів має понад два десятки радіоактивних ізотопів. До того ж, радіоактивні ізотопи штучно синтезовані абсолютно для всіх елементів. У природній суміші ізотопів їх вміст трохи коливається.

Існування ізотопів дозволило зрозуміти, чому в окремих випадках елементи з меншою атомною масою мають більший порядковий номер, ніж елементи з більшою атомною масою. Наприклад, у парі аргон-калій аргон містить важкі ізотопи, а калій – легкі ізотопи. Тому маса аргону більша, ніж калію.

Висновки сайт

Вони мають різну кількість нейтронів.
Ізотопи мають різну масу атомів.
Значення маси атомів іонів впливає на їхню повну енергію та властивості.

Ізотопи

Атоми одного елемента, які мають різні масові числа, називаються ізотопами. Атоми ізотопів одного елемента мають однакову кількість протонів (Z) і відрізняються один від одного числом нейтронів (N).

Ізотопи різних елементів немає власних назв, а повторюють назву елемента; при цьому атомна маса даного ізотопу - його єдина відмінність від інших ізотопів цього ж елемента - відображається за допомогою верхнього індексу в хімічній формулі елемента: наприклад, для ізотопів урану - 235 U, 238 U. Єдиним винятком з правил номенклатури ізотопів є елемент № 1 - водень. Усі три відомих на даний момент ізотопу водню мають не лише власні спеціальні хімічні символи, але й власну назву: 1 Н – протий, 2 D – дейтерій, 3 Т – тритій; при цьому ядро протию - це просто один протон, ядро дейтерію містить один протон і один нейтрон, ядро тритію - один протон і два нейтрони. З назвами ізотопів водню так історично склалося оскільки відносне відмінність мас ізотопів водню, викликане додаванням одного нейтрона, є максимальним серед усіх хімічних елементів.

Усі ізотопи можна поділити на стабільні (стійкі), тобто не схильні до мимовільного розпаду ядер атомів на частини (розпад у такому разі називається радіоактивним), і нестабільні (нестійкі) - радіоактивні, тобто схильні до радіоактивного розпаду. Більшість широко поширених у природі елементів складається з суміші двох або більшого числа стабільних ізотопів: наприклад, 16 О, 12 С. З усіх елементів найбільше стабільних ізотопів має олово (10 ізотопів), а, наприклад, алюміній існує в природі у вигляді тільки одного стабільного ізотопу - решта його відомих ізотопів нестійкі. Ядра нестабільних ізотопів мимоволі розпадаються, виділяючи при цьому б-частки і в-частки (електрони) доти, доки не утворюється стабільний ізотоп іншого елемента: наприклад, розпад 238 U (радіоактивного урану) завершується утворенням 206 Pb (стабільного ізотопу свинцю). При вивченні ізотопів встановлено, що вони не відрізняються за хімічними властивостями, які, як відомо, визначаються зарядом їх ядер і не залежать від маси ядер.

Електронні оболонки

Електронна оболонка атома - область простору ймовірного місцезнаходження електронів, що характеризуються однаковим значенням головного квантового числа n і, як наслідок, що знаходяться на близьких енергетичних рівнях. Кожна електронна оболонка може мати певну максимальну кількість електронів.

Починаючи зі значення головного квантового числа n = 1, енергетичні рівні (шари) позначаються К, L, М і N. Вони поділяються на підрівні (підшари), що відрізняються один від одного енергією зв'язку з ядром. Число підрівнів дорівнює значенню головного квантового числа, але не перевищує чотирьох: 1-й рівень має один підрівень, 2-й - два, 3-й - три, 4-й - чотири підрівні. Підрівні, у свою чергу, складаються з орбіталей. Прийнято підрівні позначати латинськими літерами, s – перший, найближчий до ядра підрівень кожного енергетичного рівня; він складається з однієї s-орбіталі, р - другий підрівень, складається з трьох р-орбіталей; d – третій підрівень, він складається з п'яти d-орбіталей; f - четвертий підрівень, що містить сім f-орбіталей. Таким чином, для кожного значення n є n 2 орбіталей. У кожній орбіталі може бути трохи більше двох електронів - принцип Паулі. Якщо в орбіталі знаходиться один електрон, то він називається неспареним, якщо два - це спарені електрони. Принцип Паулі пояснює формулу N = 2n2. Якщо першому рівні K(n=1) міститься 1 2 = 1 орбіталь, а кожної орбіталі по 2 електрона, то максимальне число електронів становитиме 2*1 2 =2; L (n = 2) = 8; M (n = 3) = 18; N (n = 4) = 32.

Що таке ізотопи

Ізотопи– це різновид атомів будь-якого хімічного елемента. Електронів та протонів у будь-якому атомі завжди дорівнює кількість. Оскільки вони мають протилежні заряди (електрони – негативні, а протони – позитивні), атом завжди нейтральний (ця елементарна частка не несе заряду, він дорівнює у неї нулю). При втраті або захопленні електрона атом втрачає нейтральність, стаючи або негативним або позитивним іоном.
Нейтрони не мають заряду, зате їх кількість в атомному ядрі одного і того ж елемента може бути різною. Це не позначається на нейтральності атома, але впливає його масу і властивості. Наприклад, у будь-якому ізотопі атома водню є по одному електрону та протону. А кількість нейтронів різна. У протиї є лише 1 нейтрон, в дейтерії – 2 нейтрони й у тритії – 3 нейтрони. Ці три ізотопи помітно відрізняються один від одного за властивостями.

Порівняння ізотопів

Чим відрізняються ізотопи? У них різна кількість нейтронів, неоднакова маса та різні властивості. Ізотопи мають ідентичну будову електронних оболонок. Це означає, що вони досить близькі за хімічними властивостями. Тому їм відведено у періодичній системі одне місце.
У природі виявлені ізотопи стабільні та радіоактивні (нестабільні). Ядра атомів радіоактивних ізотопів здатні мимоволі перетворюватися на інші ядра. У процесі радіоактивного розпаду вони випромінюють різні частинки.
Більшість елементів має понад два десятки радіоактивних ізотопів. До того ж, радіоактивні ізотопи штучно синтезовані абсолютно для всіх елементів. У природній суміші ізотопів їх вміст трохи коливається.
Існування ізотопів дозволило зрозуміти, чому в окремих випадках елементи з меншою атомною масою мають більший порядковий номер, ніж елементи з більшою атомною масою. Наприклад, у парі аргон-калій аргон містить важкі ізотопи, а калій – легкі ізотопи. Тому маса аргону більша, ніж калію.

TheDifference.ru визначив, що відмінність ізотопів один від одного полягає в наступному:

Вони мають різну кількість нейтронів.
Ізотопи мають різну масу атомів.
Значення маси атомів іонів впливає на їхню повну енергію та властивості.