Изотопы

Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и нейтронов, обладающих нейтральным зарядом. И протоны, и нейтроны – нуклоны: их общее число определяет массовое число элемента.

В то же время один и тот же элемент может содержать ядра с различной массой. Разновидности такого элемента занимают одинаковое положение в периодической системе и называются изотопами, что на греческом означает “одинаковый”, “равный”.

Классификация

Стабильные изотопы подразделяются на полиизотопные и моноизотопные элементы.

Применение

Различные изотопы химических элементов применяются в рамках научных исследований, в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, исследованиях окружающей среды.

Особняком стоит ядерная энергетика. “Тяжелая” вода D2O, образуемая изотопом дейтерием, используется для охлаждения ядерных реакторов. Сам дейтерий и тритий входят в состав топлива энергетических термоядерных реакторов, работающих на основе реакций ядерного синтеза.

Задача

Попробуем решить задачу на изотопы.

Относительная атомная масса хлора (Cl) составляет 35,5 атомных единиц массы. Хлор существует в природе в виде двух стабильных изотопов 35Cl и 37Сl. Рассчитаем изотопный состав хлора.

В “дано” запишем относительную атомную массу хлора (Cl), известную нам из условия задачи или из периодической системы элементов: Ar(Cl) = 35,5 а. е. м. Искомое – изотопный состав Cl.

Возьмем за x долю нуклида 35Cl. Тогда доля нуклида 37Cl будет равна (1-x).

Для того, чтобы решать задачу дальше, нам потребуется составить уравнение:

35x + 37*(1-x) = 35,5

x = 0,75

Соответственно, доля нуклида 35Cl составит 0,75 (или 75%) от общего количества атомов хлора, а доля нуклида 37Cl будет равна 0,25 (или 25%).

Запишем получившийся состав в ответ.

Он будет выглядеть так:

35Cl – 75%. 37Cl – 25%.