Isotoopide ja isobaaride erinevus

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 13:37

Isotoobid vs isobaarid

Aatomid on kõigi olemasolevate ainete väikesed ehitusplokid. Erinevate aatomite vahel on erinevusi. Samuti on samade elementide sees variatsioone. Isotoobid on näited erinevuste kohta ühe elemendi sees. Isobarid on erinevad elemendid, millel on sarnasus.

Isotoobid

Sama elemendi aatomid võivad olla erinevad. Neid sama elemendi erinevaid aatomeid nimetatakse isotoopideks. Need erinevad üksteisest erineva arvu neutronite poolest. Kuna neutronite arv on erinev, erineb ka nende massiarv. Sama elemendi isotoopides on aga sama arv prootoneid ja neutroneid. Erinevad isotoobid esinevad erinevas koguses ja see on antud protsendiväärtusena, mida nimetatakse suhteliseks arvukseks. Näiteks vesinikul on kolm isotoopi: protium, deuteerium ja triitium. Nende neutronite arv ja suhteline arvukus on järgmised.

^{1H – neutroneid pole, suhteline arvukus on 99,985%}

^{2H- üks neutron, suhteline arvukus on 0,015%}

^{3H- kaks neutronit, suhteline arvukus on 0%}

Neutronite arv, mida tuumas võib hoida, on elemenditi erinev. Nende isotoopide hulgas on ainult mõned stabiilsed. Näiteks hapnikul on kolm stabiilset isotoopi ja tinal kümme stabiilset isotoopi. Enamasti on lihtsatel elementidel sama neutronite arv kui prootonite arvul, kuid rasketes elementides on neutroneid rohkem kui prootoneid. Tuumade stabiilsuse tasakaalustamiseks on oluline neutronite arv. Kui tuumad on liiga rasked, muutuvad nad ebastabiilseks ja seetõttu muutuvad need isotoobid radioaktiivseks. Näiteks ^{238 U kiirgab kiirgust ja laguneb palju väiksemateks tuumadeks. Isotoopidel võivad olla erinevad omadused nende erineva massi tõttu. Näiteks võivad neil olla erinevad spinnid, seega on nende NMR spektrid erinevad. Kuid nende elektronide arv on sarnane, põhjustades sarnase keemilise käitumise.}

Isotoopide kohta teabe saamiseks saab kasutada massispektromeetrit. See annab elemendis olevate isotoopide arvu, nende suhtelise arvukuse ja massi.

Isobaarid

Isobaarid on erinevate elementide aatomid, millel on sama massiarv, kuid nende aatomarvud on erinevad. Teisisõnu, neil on erinev arv prootoneid. Näiteks ⁴⁰S, ⁴⁰Cl, ⁴⁰Ar, ^{40 K ja} 40^{Ca massiarv on sama kui 40. Kuid nagu teate, on väävli aatomarv 16, klooril 17, argoonil 18, kaaliumil 19 ja k altsium – 20. Massiarv on aatomites olevate prootonite ja neutronite koguarv. Kuna ül altoodud aatomitel on erinev arv prootoneid, siis sama massiarvu saamiseks peaksid neil olema erinevad neutronid. Näiteks väävlil peaks olema 24 neutronit ja klooril 23 neutronit. Massiarvu nimetatakse ka nukleoniteks. Seetõttu saame isobaarid määratleda kui erinevate elementide aatomeid, millel on samad nukleonid.}

Mis vahe on isotoopidel ja isobaaridel?

• Isotoobid on sama elemendi erinevad aatomid, samas kui isobaarid on erinevate elementide aatomid.

• Isotoopide prootonite arv on sama, kuid need erinevad neutronite arvust, kuid isobaarid erinevad prootonite ja neutronite arvust.

• Isotoopide massiarv on erinev, kui isobaaridel on sama massiarv.