Изотоптар және изобарлар
Атомдар бар барлық заттардың шағын құрылыс блоктары болып табылады. Әртүрлі атомдар арасында өзгерістер болады. Сондай-ақ, бірдей элементтердің ішінде вариациялар бар. Изотоптар бір элементтегі айырмашылықтарға мысалдар болып табылады. Изобарлар - ұқсастығы бар әртүрлі элементтер.
Изотоптар
Бір элементтің атомдары әртүрлі болуы мүмкін. Бір элементтің бұл әртүрлі атомдары изотоптар деп аталады. Олар бір-бірінен нейтрондардың әртүрлі санымен ерекшеленеді. Нейтрон саны әртүрлі болғандықтан, олардың массалық саны да әртүрлі. Алайда бір элементтің изотоптарында протондар мен нейтрондардың саны бірдей. Әртүрлі изотоптар әртүрлі мөлшерде болады және бұл салыстырмалы молшылық деп аталатын пайыздық мән ретінде беріледі. Мысалы, сутектің протий, дейтерий және тритий сияқты үш изотопы бар. Олардың нейтрондар саны мен салыстырмалы көптігі келесідей.
1H – нейтрондар жоқ, салыстырмалы молшылық 99,985%
2H- бір нейтрон, салыстырмалы молшылық 0,015%
3H- екі нейтрон, салыстырмалы молшылық 0%
Ядро ұстай алатын нейтрондар саны элементтен элементке қарай әр түрлі болады. Бұл изотоптардың ішінде тек кейбіреулері тұрақты. Мысалы, оттегінің үш тұрақты изотопы, ал қалайының он тұрақты изотопы бар. Көп жағдайда қарапайым элементтердің нейтрон саны протон санымен бірдей болады, бірақ ауыр элементтерде протондарға қарағанда нейтрондар көп болады. Нейтрондар саны ядролардың тұрақтылығын теңестіру үшін маңызды. Ядролар тым ауыр болса, олар тұрақсыз болады, демек, бұл изотоптар радиоактивті болады. Мысалы, 238 U сәуле шығарады және әлдеқайда кішірек ядроларға дейін ыдырайды. Массалары әртүрлі болғандықтан изотоптар әртүрлі қасиеттерге ие болуы мүмкін. Мысалы, олардың спиндері әртүрлі болуы мүмкін, сондықтан олардың ЯМР спектрлері әртүрлі. Дегенмен, олардың электрон саны ұқсас химиялық әрекетті тудырады.
Изотоптар туралы ақпарат алу үшін масс-спектрометрді пайдалануға болады. Ол элементте бар изотоптардың санын, олардың салыстырмалы көптігін және массасын береді.
Изобарлар
Изобарлар – массалық саны бірдей, бірақ атомдық нөмірлері әртүрлі элементтердің атомдары. Басқаша айтқанда, оларда протондар саны әртүрлі. Мысалы, 40S, 40Cl, 40Ar, 40 K және 40Ca массалық саны 40-қа тең. Дегенмен, күкірттің атомдық нөмірі 16, хлор – 17, аргон – 18, калий – 19 және кальций – 20. Масса саны – атомдардағы протондар мен нейтрондардың жалпы саны. Жоғарыда аталған атомдарда протондар саны әртүрлі болғандықтан, бірдей массалық санды алу үшін олардың нейтрондары әртүрлі болуы керек. Мысалы, күкіртте 24 нейтрон, хлорда 23 нейтрон болуы керек. Масса саны нуклондар деп те белгілі. Сондықтан изобарларды нуклондары бірдей әртүрлі элементтердің атомдары ретінде анықтауға болады.
Изотоптар мен изобарлардың айырмашылығы неде?
• Изотоптар бір элементтің әртүрлі атомдары, ал изобарлар әртүрлі элементтердің атомдары.
• Изотоптарда протондар саны бірдей, бірақ нейтрондар санынан ерекшеленеді, бірақ изобарлар протондар мен нейтрондар санынан ерекшеленеді.
• Изотоптардың массалық сандары әртүрлі, изобарлардың массалық саны бірдей.
