لقد ثبت أن كل عنصر كيميائي موجود في الطبيعة هو خليط من النظائر (وبالتالي فإن لها كتل ذرية كسرية). لفهم كيفية اختلاف النظائر عن بعضها البعض، من الضروري النظر بالتفصيل في بنية الذرة. تشكل الذرة نواة وسحابة إلكترونية. وتتأثر كتلة الذرة بالإلكترونات التي تتحرك بسرعات مذهلة عبر المدارات الموجودة في السحابة الإلكترونية، والنيوترونات والبروتونات التي تشكل النواة.

تعريف

النظائرهو نوع من الذرة لعنصر كيميائي. يوجد دائمًا عدد متساوٍ من الإلكترونات والبروتونات في أي ذرة. وبما أن لديهم شحنات معاكسة (الإلكترونات سالبة والبروتونات موجبة)، فإن الذرة تكون محايدة دائمًا (هذا الجسيم الأولي لا يحمل شحنة، فهو صفر). عند فقدان إلكترون أو أسره، تفقد الذرة حيادها، وتصبح إما أيونًا سالبًا أو أيونًا موجبًا.

النيوترونات ليس لها شحنة، ولكن عددها في النواة الذرية لنفس العنصر يمكن أن يختلف. وهذا لا يؤثر بأي حال من الأحوال على حيادية الذرة، لكنه يؤثر على كتلتها وخصائصها. على سبيل المثال، يحتوي أي نظير لذرة الهيدروجين على إلكترون واحد وبروتون واحد. لكن عدد النيوترونات مختلف. يحتوي البروتيوم على نيوترون واحد فقط، ويحتوي الديوتيريوم على نيوترونين، ويحتوي التريتيوم على 3 نيوترونات. تختلف هذه النظائر الثلاثة بشكل ملحوظ عن بعضها البعض في الخصائص.

مقارنة

لديهم أعداد مختلفة من النيوترونات وكتل مختلفة وخصائص مختلفة. النظائر لها هياكل متطابقة من قذائف الإلكترون. هذا يعني أنهما متشابهان تمامًا في الخواص الكيميائية. لذلك، يتم منحهم مكانًا واحدًا في الجدول الدوري.

تم العثور على نظائر مستقرة ومشعة (غير مستقرة) في الطبيعة. نوى ذرات النظائر المشعة قادرة على التحول تلقائيا إلى نوى أخرى. أثناء عملية التحلل الإشعاعي، تنبعث منها جزيئات مختلفة.

تحتوي معظم العناصر على أكثر من عشرين نظائر مشعة. بالإضافة إلى ذلك، يتم تصنيع النظائر المشعة بشكل مصطنع لجميع العناصر على الإطلاق. في خليط طبيعي من النظائر، يختلف محتواها قليلا.

إن وجود النظائر جعل من الممكن فهم السبب الذي يجعل العناصر ذات الكتلة الذرية الأقل تحتوي في بعض الحالات على عدد ذري ​​أعلى من العناصر ذات الكتلة الذرية الأعلى. على سبيل المثال، في زوج الأرجون والبوتاسيوم، يتضمن الأرجون نظائر ثقيلة، ويحتوي البوتاسيوم على نظائر خفيفة. ولذلك فإن كتلة الأرجون أكبر من كتلة البوتاسيوم.

موقع الاستنتاجات

1. لديهم أعداد مختلفة من النيوترونات.
2. النظائر لها كتل ذرية مختلفة.
3. تؤثر قيمة كتلة ذرات الأيونات على إجمالي طاقتها وخصائصها.

ربما لا يوجد شخص على وجه الأرض لم يسمع عن النظائر. ولكن ليس الجميع يعرف ما هو عليه. تبدو عبارة "النظائر المشعة" مخيفة بشكل خاص. هذه العناصر الكيميائية الغريبة ترعب البشرية، لكنها في الواقع ليست مخيفة كما قد تبدو للوهلة الأولى.

تعريف

لفهم مفهوم العناصر المشعة، لا بد من القول أولاً أن النظائر هي عينات من نفس العنصر الكيميائي، ولكن بكتل مختلفة. ماذا يعني ذلك؟ سوف تختفي الأسئلة إذا تذكرنا أولاً بنية الذرة. وهو يتألف من الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات. يكون عدد أول جسيمين أوليين في نواة الذرة ثابتًا دائمًا، في حين أن النيوترونات، التي لها كتلة خاصة بها، يمكن أن تتواجد في نفس المادة بكميات مختلفة. يؤدي هذا الظرف إلى ظهور مجموعة متنوعة من العناصر الكيميائية ذات الخصائص الفيزيائية المختلفة.

والآن يمكننا إعطاء تعريف علمي للمفهوم قيد الدراسة. لذا، النظائر هي مجموعة جماعية من العناصر الكيميائية المتشابهة في الخواص، ولكن لها كتل وخواص فيزيائية مختلفة. وفقا لمصطلحات أكثر حداثة، يطلق عليها مجرة ​​النيوكليوتيدات لعنصر كيميائي.

القليل من التاريخ

في بداية القرن الماضي، اكتشف العلماء أن نفس المركب الكيميائي في ظروف مختلفة يمكن أن يكون له كتل مختلفة من نوى الإلكترون. من وجهة نظر نظرية بحتة، يمكن اعتبار هذه العناصر جديدة ويمكن أن تبدأ في ملء الخلايا الفارغة في الجدول الدوري لـ D. Mendeleev. لكن لا يوجد فيها سوى تسع خلايا حرة، واكتشف العلماء العشرات من العناصر الجديدة. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت الحسابات الرياضية أن المركبات المكتشفة لا يمكن اعتبارها مجهولة من قبل، لأن خصائصها الكيميائية تتوافق تمامًا مع خصائص المركبات الموجودة.

وبعد مناقشات مطولة، تقرر تسمية هذه العناصر بالنظائر ووضعها في نفس الصندوق الذي تحتوي نواته على نفس عدد الإلكترونات. لقد تمكن العلماء من تحديد أن النظائر ليست سوى بعض الاختلافات في العناصر الكيميائية. ومع ذلك، فقد تمت دراسة أسباب حدوثها ومتوسط ​​العمر المتوقع منذ ما يقرب من قرن من الزمان. حتى في بداية القرن الحادي والعشرين، من المستحيل القول أن البشرية تعرف كل شيء عن النظائر.

التغيرات المستمرة وغير المستقرة

كل عنصر كيميائي له عدة نظائر. نظرًا لوجود نيوترونات حرة في نواتها، فإنها لا تدخل دائمًا في روابط مستقرة مع بقية الذرة. وبعد مرور بعض الوقت، تغادر الجسيمات الحرة النواة، مما يغير كتلتها وخصائصها الفيزيائية. وبهذه الطريقة تتشكل نظائر أخرى، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين مادة ذات عدد متساو من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات.

وتسمى تلك المواد التي تتحلل بسرعة كبيرة بالنظائر المشعة. فهي تطلق عدداً كبيراً من النيوترونات إلى الفضاء، لتشكل إشعاعات غاما المؤينة القوية، والمعروفة بقوة اختراقها القوية، مما يؤثر سلباً على الكائنات الحية.

النظائر الأكثر استقرارًا ليست مشعة، نظرًا لأن عدد النيوترونات الحرة الصادرة عنها غير قادر على توليد الإشعاع والتأثير بشكل كبير على الذرات الأخرى.

منذ زمن طويل، أنشأ العلماء نمطًا واحدًا مهمًا: كل عنصر كيميائي له نظائره الخاصة، سواء كانت ثابتة أو مشعة. ومن المثير للاهتمام أن العديد منها تم الحصول عليها في ظروف معملية، كما أن وجودها في شكلها الطبيعي يكون صغيرًا ولا يتم اكتشافه دائمًا بواسطة الأجهزة.

التوزيع في الطبيعة

في ظل الظروف الطبيعية، غالبًا ما يتم العثور على المواد التي يتم تحديد كتلة نظائرها بشكل مباشر من خلال الرقم الترتيبي في جدول D. Mendeleev. على سبيل المثال، الهيدروجين، الذي يُشار إليه بالرمز H، لديه عدد ذري ​​1، وكتلته تساوي واحدًا. نظائره، 2H و3H، نادرة للغاية في الطبيعة.

حتى جسم الإنسان لديه بعض النظائر المشعة. وهي تدخل عن طريق الغذاء على شكل نظائر الكربون، والتي بدورها تمتصها النباتات من التربة أو الهواء وتصبح جزءًا من المادة العضوية أثناء عملية التمثيل الضوئي. لذلك، يصدر البشر والحيوانات والنباتات إشعاعًا خلفيًا معينًا. فقط هو منخفض جدًا بحيث لا يتعارض مع الأداء الطبيعي والنمو.

والمصادر التي تساهم في تكوين النظائر هي الطبقات الداخلية من نواة الأرض والإشعاعات القادمة من الفضاء.

كما تعلم، تعتمد درجة حرارة الكوكب إلى حد كبير على قلبه الساخن. ولكن في الآونة الأخيرة فقط أصبح من الواضح أن مصدر هذه الحرارة هو تفاعل نووي حراري معقد تشارك فيه النظائر المشعة.

الاضمحلال النظائري

نظرًا لأن النظائر عبارة عن تكوينات غير مستقرة، فيمكن الافتراض أنها بمرور الوقت تتحلل دائمًا إلى نوى أكثر ديمومة للعناصر الكيميائية. وهذا البيان صحيح لأن العلماء لم يتمكنوا من اكتشاف كميات هائلة من النظائر المشعة في الطبيعة. ومعظم تلك التي تم استخلاصها في المختبرات استمرت من بضع دقائق إلى عدة أيام، ثم تحولت مرة أخرى إلى عناصر كيميائية عادية.

ولكن هناك أيضًا نظائر في الطبيعة شديدة المقاومة للتحلل. يمكن أن توجد لمليارات السنين. تشكلت هذه العناصر في تلك الأوقات البعيدة، عندما كانت الأرض لا تزال تتشكل، ولم يكن هناك حتى قشرة صلبة على سطحها.

تتحلل النظائر المشعة وتتشكل مرة أخرى بسرعة كبيرة. لذلك، لتسهيل تقييم استقرار النظائر، قرر العلماء النظر في فئة نصف عمره.

نصف الحياة

قد لا يكون واضحًا على الفور لجميع القراء ما هو المقصود بهذا المفهوم. دعونا نحدد ذلك. عمر النصف للنظير هو الوقت الذي يتوقف خلاله النصف التقليدي من المادة المأخوذة عن الوجود.

هذا لا يعني أنه سيتم إتلاف بقية الاتصال في نفس المقدار من الوقت. فيما يتعلق بهذا النصف، من الضروري النظر في فئة أخرى - الفترة الزمنية التي سيختفي خلالها الجزء الثاني، أي ربع الكمية الأصلية للمادة. ويستمر هذا الاعتبار إلى ما لا نهاية. يمكن الافتراض أنه من المستحيل ببساطة حساب وقت التحلل الكامل للكمية الأولية من المادة، لأن هذه العملية لا نهاية لها عمليا.

ومع ذلك، فإن العلماء، الذين يعرفون نصف العمر، يمكنهم تحديد مقدار المادة الموجودة في البداية. يتم استخدام هذه البيانات بنجاح في العلوم ذات الصلة.

في العالم العلمي الحديث، لا يتم تطبيق مفهوم الاضمحلال الكامل عمليا. من المعتاد الإشارة إلى نصف عمر كل نظير، والذي يتراوح من بضع ثوانٍ إلى عدة مليارات من السنين. كلما انخفض عمر النصف، كلما زاد الإشعاع الصادر عن المادة وزاد نشاطها الإشعاعي.

إثراء الأحفوري

في بعض فروع العلوم والتكنولوجيا، يعتبر استخدام كميات كبيرة نسبيا من المواد المشعة إلزاميا. ومع ذلك، في ظل الظروف الطبيعية هناك عدد قليل جدا من هذه المركبات.

ومن المعروف أن النظائر هي أنواع غير شائعة من العناصر الكيميائية. يتم قياس عددهم بعدة بالمائة من الصنف الأكثر مقاومة. ولهذا السبب يحتاج العلماء إلى إثراء المواد الأحفورية بشكل مصطنع.

على مدار سنوات البحث، تعلمنا أن اضمحلال النظائر يصاحبه تفاعل متسلسل. تبدأ النيوترونات المنطلقة من إحدى المواد في التأثير على مادة أخرى. ونتيجة لذلك، تتفكك النوى الثقيلة إلى أنوية أخف ويتم الحصول على عناصر كيميائية جديدة.

وتسمى هذه الظاهرة بالتفاعل المتسلسل، ونتيجة لذلك يمكن الحصول على نظائر أكثر استقرارًا ولكن أقل شيوعًا، والتي يتم استخدامها لاحقًا في الاقتصاد الوطني.

تطبيق طاقة الاضمحلال

ووجد العلماء أيضًا أنه أثناء تحلل النظائر المشعة، يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة المجانية. تقاس كميته عادة بوحدة كوري، وهي تساوي زمن انشطار 1 جرام من الرادون-222 في ثانية واحدة. كلما ارتفع هذا المؤشر، تم إطلاق المزيد من الطاقة.

وكان هذا هو السبب وراء تطوير طرق لاستخدام الطاقة المجانية. هكذا ظهرت المفاعلات الذرية التي يوضع فيها النظائر المشعة. يتم جمع معظم الطاقة المنبعثة منه وتحويلها إلى كهرباء. وبناء على هذه المفاعلات يتم إنشاء محطات الطاقة النووية التي توفر أرخص الكهرباء. يتم تثبيت إصدارات أصغر من هذه المفاعلات على آليات ذاتية الدفع. ونظرا لخطر وقوع حوادث، غالبا ما تستخدم الغواصات كمركبات من هذا القبيل. في حالة فشل المفاعل، سيكون من الأسهل تقليل عدد الضحايا على الغواصة.

خيار آخر مخيف للغاية لاستخدام طاقة نصف العمر هو القنابل الذرية. وخلال الحرب العالمية الثانية، تم اختبارها على البشر في مدينتي هيروشيما وناغازاكي اليابانيتين. وكانت العواقب حزينة للغاية. ولذلك فإن هناك اتفاقاً في العالم على عدم استخدام هذه الأسلحة الخطيرة. وفي الوقت نفسه، تواصل الدول الكبرى التي تركز على العسكرة أبحاثها في هذا المجال اليوم. بالإضافة إلى ذلك، فإن الكثير منهم، سرا من المجتمع الدولي، ينتجون قنابل ذرية، وهي أخطر بآلاف المرات من تلك المستخدمة في اليابان.

النظائر في الطب

ولأغراض سلمية، تعلموا استخدام تحلل النظائر المشعة في الطب. ومن خلال توجيه الإشعاع إلى المنطقة المصابة من الجسم، من الممكن إيقاف مسار المرض أو مساعدة المريض على الشفاء التام.

ولكن في كثير من الأحيان يتم استخدام النظائر المشعة للتشخيص. والحقيقة هي أن حركتها وطبيعة الكتلة يتم تحديدها بسهولة من خلال الإشعاع الذي تنتجه. وهكذا، يتم إدخال كمية معينة غير خطرة من المادة المشعة إلى جسم الإنسان، ويستخدم الأطباء أدوات لمراقبة كيفية دخولها وأين تدخل.

وبهذه الطريقة، يقومون بتشخيص عمل الدماغ، وطبيعة الأورام السرطانية، وخصوصيات عمل الغدد الصماء والغدد الإفرازية.

التطبيق في علم الآثار

ومن المعروف أن الكائنات الحية تحتوي دائمًا على الكربون 14 المشع، والذي يبلغ عمر النصف له 5570 عامًا. بالإضافة إلى ذلك، يعرف العلماء مقدار هذا العنصر الموجود في الجسم حتى يموت. وهذا يعني أن جميع الأشجار المقطوعة تنبعث منها نفس الكمية من الإشعاع. مع مرور الوقت، تنخفض شدة الإشعاع.

يساعد هذا علماء الآثار في تحديد المدة التي مضت منذ مات الخشب الذي تم بناء المطبخ أو أي سفينة أخرى منه، وبالتالي وقت البناء نفسه. تسمى طريقة البحث هذه بتحليل الكربون المشع. بفضله، يسهل على العلماء إنشاء التسلسل الزمني للأحداث التاريخية.

عنصر معين له نفس الشيء ولكنه مختلف. لديهم نوى بنفس العدد والتنوع. رقم، لها نفس هيكل الأصداف الإلكترونية وتحتل نفس المكان في الدورية. النظام الكيميائي عناصر. تم اقتراح مصطلح "النظائر" في عام 1910 من قبل F. Soddy للإشارة إلى الأصناف التي لا يمكن تمييزها كيميائيًا والتي تختلف في خواصها الفيزيائية. (المشعة في المقام الأول) القديسين. تم اكتشاف النظائر المستقرة لأول مرة في عام 1913 بواسطة ج. طومسون باستخدام ما طوره. طريقة القطع المكافئ - النموذج الأولي للطريقة الحديثة. . وجد أن Ne لديه على الأقل نوعين بالوزن. الأجزاء 20 و 22 أسماء ورموز النظائر عادة ما تكون أسماء ورموز المواد الكيميائية المقابلة لها. عناصر؛ أشر إلى أعلى يسار الرمز. على سبيل المثال، للإشارة إلى الطبيعية تستخدم النظائر الرمز 35 Cl و37 Cl؛ في بعض الأحيان تتم الإشارة إلى العنصر أيضًا في أسفل اليسار، أي. اكتب 35 17 Cl و 37 17 Cl. فقط نظائر العنصر الأخف، الهيدروجين، بالوزن. الأجزاء 1 و 2 و 3 لها خصوصية. الأسماء والرموز: (1 1 ح)، (د، أو 1 2 ح)، و (ت، أو 1 3 ح)، على التوالي. ونظرًا للاختلاف الكبير في الكتل، فإن سلوك هذه النظائر يختلف بشكل كبير (انظر،). توجد النظائر المستقرة في جميع العناصر الزوجية والأكثر غرابة[ 83. قد يكون عدد النظائر المستقرة للعناصر ذات الأعداد الزوجية. يساوي 10 (على سبيل المثال y)؛ العناصر ذات الأرقام الفردية لا تحتوي على أكثر من نظيرين مستقرين. معروف تقريبًا. 280 نظيرًا مستقرًا وأكثر من 2000 نظيرًا مشعًا لـ 116 عنصرًا طبيعيًا وصناعيًا. لكل عنصر محتوى النظائر الفردية في الطبيعة. يتعرض الخليط لتقلبات صغيرة يمكن إهمالها في كثير من الأحيان. المزيد من الوسائل. لوحظت تقلبات في التركيب النظائري للنيازك والأجرام السماوية الأخرى. ويؤدي ثبات التركيب النظائري إلى ثبات العناصر الموجودة على الأرض، وهو متوسط ​​قيمة كتلة عنصر معين، يتم العثور عليها مع الأخذ في الاعتبار وفرة النظائر في الطبيعة. ترتبط التقلبات في التركيب النظائري للعناصر الخفيفة، كقاعدة عامة، بالتغيرات في التركيب النظائري أثناء التحلل. العمليات التي تحدث في الطبيعة (، وما إلى ذلك). بالنسبة للعنصر الثقيل Pb، يتم تفسير الاختلافات في التركيب النظائري للعينات المختلفة بعوامل مختلفة. المحتوى في ومصادر أخرى و- أسلاف العلوم الطبيعية. . تسمى الاختلافات في خصائص نظائر عنصر معين. . عملي مهم المهمة هي الحصول عليها من الطبيعة. مخاليط النظائر الفردية -

النظائر

تسمى ذرات العنصر نفسه التي لها أعداد كتلية مختلفة بالنظائر. ذرات نظائر العنصر نفسه لها نفس عدد البروتونات (Z) وتختلف عن بعضها البعض في عدد النيوترونات (N).

نظائر العناصر المختلفة ليس لها أسماء خاصة بها، ولكنها تكرر اسم العنصر؛ في هذه الحالة، تنعكس الكتلة الذرية لنظير معين - وهو الاختلاف الوحيد بينه وبين النظائر الأخرى لنفس العنصر - باستخدام كتابة مرتفعة في الصيغة الكيميائية للعنصر: على سبيل المثال، لنظائر اليورانيوم - 235 U، 238 U. الاستثناء الوحيد لقواعد تسمية النظائر هو العنصر رقم 1 - الهيدروجين. جميع نظائر الهيدروجين الثلاثة المعروفة حاليًا ليس لها رموز كيميائية خاصة بها فحسب، بل لها أيضًا اسمها الخاص: 1 H - بروتيوم، 2 D - ديوتيريوم، 3 T - تريتيوم؛ في هذه الحالة، تكون نواة البروتيوم مجرد بروتون واحد، وتحتوي نواة الديوتيريوم على بروتون واحد ونيوترون واحد، وتحتوي نواة التريتيوم على بروتون واحد ونيوترونين. وقد تطورت أسماء نظائر الهيدروجين تاريخياً بهذه الطريقة لأن الفرق النسبي في كتل نظائر الهيدروجين الناتج عن إضافة نيوترون واحد هو الأقصى بين جميع العناصر الكيميائية.

يمكن تقسيم جميع النظائر إلى مستقرة (مستقرة)، أي لا تخضع للتحلل التلقائي للنواة الذرية إلى أجزاء (التحلل في هذه الحالة يسمى المشع)، وغير مستقرة (غير مستقرة) - مشعة، أي تخضع للتحلل الإشعاعي. تتكون معظم العناصر المنتشرة في الطبيعة من خليط من نظيرين مستقرين أو أكثر: على سبيل المثال، 16O، 12C. ومن بين جميع العناصر، يحتوي القصدير على أكبر عدد من النظائر المستقرة (10 نظائر)، وعلى سبيل المثال، يوجد الألومنيوم في الطبيعة على شكل نظير واحد مستقر، أما بقية نظائرها المعروفة فهي غير مستقرة. تتحلل نوى النظائر غير المستقرة تلقائيًا، وتطلق جسيمات b وجسيمات c (إلكترونات) حتى يتكون نظير مستقر لعنصر آخر: على سبيل المثال، ينتهي اضمحلال 238 U (اليورانيوم المشع) بتكوين 206 Pb (نظير مستقر) من الرصاص). عند دراسة النظائر وجد أنها لا تختلف في الخواص الكيميائية والتي كما نعلم تتحدد بشحنة نواتها ولا تعتمد على كتلة النوى.

قذائف إلكترونية

الغلاف الإلكتروني للذرة هو منطقة من الفضاء من المحتمل أن تتواجد فيها الإلكترونات، وتتميز بنفس قيمة عدد الكم الرئيسي n، ونتيجة لذلك، تقع عند مستويات طاقة قريبة. يمكن أن تحتوي كل قذيفة إلكترونية على عدد أقصى معين من الإلكترونات.

بدءاً من قيمة رقم الكم الرئيسي n = 1، يتم تحديد مستويات الطاقة (الطبقات) K وL وM وN. وهي مقسمة إلى مستويات فرعية (طبقات فرعية) تختلف عن بعضها البعض في طاقة الارتباط مع النواة. عدد المستويات الفرعية يساوي قيمة رقم الكم الرئيسي، لكنه لا يتجاوز أربعة: المستوى الأول يحتوي على مستوى فرعي واحد، والثاني - اثنان، والثالث - ثلاثة، والرابع - أربعة مستويات فرعية. تتكون المستويات الفرعية بدورها من مدارات. من المعتاد الإشارة إلى المستويات الفرعية بأحرف لاتينية، s هو المستوى الفرعي الأول لكل مستوى طاقة الأقرب إلى النواة؛ يتكون من مدار s واحد ، p - المستوى الفرعي الثاني ، ويتكون من ثلاثة مدارات p ؛ d هو المستوى الفرعي الثالث، ويتكون من خمسة مدارات d؛ f هو المستوى الفرعي الرابع، ويحتوي على سبعة مدارات f. وهكذا، لكل قيمة n هناك n 2 مدارات. لا يمكن أن يحتوي كل مدار على أكثر من إلكترونين - مبدأ باولي. إذا كان هناك إلكترون واحد في المدار، فإنه يسمى غير مقترن؛ وإذا كان هناك اثنان، فهذه إلكترونات مقترنة. يشرح مبدأ باولي الصيغة N=2n2. إذا كان المستوى الأول K(n=1) يحتوي على 1 2 = 1 مداري، وكل مدار يحتوي على إلكترونين، فإن الحد الأقصى لعدد الإلكترونات سيكون 2*1 2 =2؛ ل (ن = 2) =8؛ م (ن = 3) = 18؛ ن (ن = 4) =32.

النظائر

النظائر-s؛ رر.(وحدة النظير، -a؛ م.). [من اليونانية isos - يساوي وتوبوس - مكان] متخصص.أصناف من نفس العنصر الكيميائي، وتختلف في كتلة الذرات. النظائر المشعة. نظائر اليورانيوم.

◁ النظائر، أوه، أوه. أولا المؤشر.

النظائر

تاريخ البحث
تم الحصول على البيانات التجريبية الأولى عن وجود النظائر في 1906-1910. عند دراسة خواص التحولات الإشعاعية لذرات العناصر الثقيلة. في 1906-07. تم اكتشاف أن منتج الاضمحلال الإشعاعي لليورانيوم والأيونيوم، ومنتج الاضمحلال الإشعاعي للثوريوم، الثوريوم المشع، لهما نفس الخواص الكيميائية للثوريوم، لكنهما يختلفان عن الأخير في الكتلة الذرية وخصائص الاضمحلال الإشعاعي. علاوة على ذلك: جميع العناصر الثلاثة لها نفس الطيف البصري والأشعة السينية. بناء على اقتراح العالم الإنجليزي ف. سودي (سم.سودي فريدريك)، بدأ يطلق على هذه المواد اسم النظائر.
وبعد اكتشاف النظائر في العناصر المشعة الثقيلة، بدأ البحث عن النظائر في العناصر المستقرة. تم الحصول على تأكيد مستقل لوجود نظائر مستقرة للعناصر الكيميائية في تجارب J. J. Thomson (سم.طومسون جوزيف جون)و إف أستون (سم.أستون فرانسيس ويليام). اكتشف طومسون النظائر المستقرة للنيون في عام 1913. أستون، الذي أجرى بحثًا باستخدام أداة صممها تسمى مطياف الكتلة (أو مطياف الكتلة)، وذلك باستخدام طريقة قياس الطيف الكتلي (سم.قياس الطيف الكتلي)، أثبت أن العديد من العناصر الكيميائية المستقرة الأخرى لها نظائر. وفي عام 1919، حصل على دليل على وجود نظيرين 20 Ne و22 Ne، تبلغ الوفرة النسبية لهما في الطبيعة حوالي 91% و9%. وبعد ذلك تم اكتشاف النظير 21 Ne بنسبة 0.26% ونظائر الكلور والزئبق وعدد من العناصر الأخرى.
تم إنشاء مطياف الكتلة بتصميم مختلف قليلاً في نفس السنوات بواسطة A. J. Dempster (سم.ديمبستر آرثر جيفري). ونتيجة للاستخدام اللاحق وتحسين مقاييس الطيف الكتلي، تم تجميع جدول كامل تقريبًا للتركيبات النظائرية من خلال جهود العديد من الباحثين. في عام 1932، تم اكتشاف نيوترون - جسيم بدون شحنة، مع كتلة قريبة من كتلة نواة ذرة الهيدروجين - بروتون، وتم إنشاء نموذج بروتون نيوترون للنواة. ونتيجة لذلك، وضع العلم التعريف النهائي لمفهوم النظائر: النظائر هي مواد تتكون نواتها الذرية من نفس عدد البروتونات وتختلف فقط في عدد النيوترونات في النواة. حوالي عام 1940، تم إجراء تحليل النظائر لجميع العناصر الكيميائية المعروفة في ذلك الوقت.
خلال دراسة النشاط الإشعاعي، تم اكتشاف حوالي 40 مادة مشعة طبيعية. تم تجميعها في عائلات مشعة، أسلافها هم نظائر الثوريوم واليورانيوم. تشمل الأنواع الطبيعية جميع أنواع الذرات المستقرة (يوجد حوالي 280 منها) وجميع الأنواع المشعة بشكل طبيعي والتي تشكل جزءًا من عائلات مشعة (يوجد 46 منها). يتم الحصول على جميع النظائر الأخرى نتيجة للتفاعلات النووية.
لأول مرة عام 1934 آي كوري (سم.جوليو كوري إيرين)و ف. جوليو كوري (سم.جوليو كوري فريدريك)النظائر المشعة التي تم الحصول عليها صناعيًا من النيتروجين (13 ن) والسيليكون (28 سي) والفوسفور (30 ف)، وهي غائبة في الطبيعة. من خلال هذه التجارب أظهروا إمكانية تصنيع نويدات مشعة جديدة. ومن بين النظائر المشعة الاصطناعية المعروفة حاليا، ينتمي أكثر من 150 إلى عناصر ما بعد اليورانيوم (سم.العناصر العابرة للحدود)، غير موجود على الأرض. من الناحية النظرية، من المفترض أن عدد أنواع النظائر القادرة على الوجود يمكن أن يصل إلى حوالي 6000.

القاموس الموسوعي. 2009 .

انظر ما هي "النظائر" الموجودة في القواميس الأخرى:

الموسوعة الحديثة

النظائر- (من iso... وموضع التوبوس اليوناني)، أصناف من العناصر الكيميائية تختلف فيها نوى الذرات (النويدات) في عدد النيوترونات، ولكنها تحتوي على نفس عدد البروتونات وبالتالي تحتل نفس المكان في الجدول الدوري من المواد الكيميائية... القاموس الموسوعي المصور

- (من iso... ومكان التوبوس اليوناني) أصناف من العناصر الكيميائية تختلف فيها النوى الذرية في عدد النيوترونات، ولكنها تحتوي على نفس عدد البروتونات وبالتالي تحتل نفس المكان في الجدول الدوري للعناصر. يميز... ... القاموس الموسوعي الكبير

النظائر- النظائر الكيميائية. العناصر الموجودة في نفس الخلية في الجدول الدوري وبالتالي لها نفس العدد الذري أو العدد الترتيبي. في هذه الحالة، لا ينبغي للأيونات، بشكل عام، أن يكون لها نفس الوزن الذري. متنوع... ... الموسوعة الطبية الكبرى

أصناف من هذه المادة الكيميائية. العناصر التي تختلف في كتلة نواتها. تمتلك الإلكترونات شحنات متطابقة من النوى Z، ولكنها تختلف في عدد النيوترونات، ولها نفس بنية الأغلفة الإلكترونية، أي مادة كيميائية قريبة جدًا. سانت فا، وتحتل نفس الشيء... ... الموسوعة الفيزيائية

ذرات من نفس المادة الكيميائية. عنصر تحتوي نواته على نفس عدد البروتونات، لكن عددًا مختلفًا من النيوترونات؛ لها كتل ذرية مختلفة، ولها نفس المادة الكيميائية. خصائصها، ولكنها تختلف في خصائصها الفيزيائية. خصائص، على وجه الخصوص... قاموس علم الأحياء الدقيقة

كيمياء الذرات. العناصر التي لها أعداد كتلية مختلفة، ولكن لها نفس شحنة النوى الذرية، وبالتالي تحتل نفس المكان في الجدول الدوري لمندليف. ذرات من نظائر مختلفة لنفس المادة الكيميائية. تختلف العناصر في العدد...... الموسوعة الجيولوجية