Izotopi
4
Se numesc izotopi specii de atomi apartinand aceluiasi element, diferind prin masa lor,dar asemanandu-se extrem de mult prin proprietatile lor fizice si chimice.Din cauza marii asemanari a proprietatilor lor, izotopii aceluiasi element nu pot fi separati decat foarte greu,prin metode speciale. Izotopii unui element ocupa acelasi loc in sistemul periodic (in greceste isos = acelasi , topos = loc). Existenta izotopilor a fost observata intai la elementele radioactive.Prin introducerea spectrometriei de masa, s-a stabilit apoi ca fenomenul izotopiei se intilneste si la elementele comune,dar nu la toate.Se credea inainte, ca una din proprietatile caracteristice ale atomilor unui element este constanta masei atomice.Ace asta parere gresita a fost spulberata de introducerea spectrometrului de masa .Desi exista in natura elemente compuse din atomi de un singur fel(monozitopice),de ex : florul,sodiul,aluminiul,fosforul etc. majoritatea elementelor sunt insa amestecuri de izotopi,uneori de multi izotopi (in cazul staniului de zece izotopi) .Asemenea elemente se numesc elemente mixte. Izotopii unui element chimic pot fi izotopi stabili si atunci ei exista in natura si se numesc izotopi naturali ai elementului respectiv.Unii izotopi sunt radioactivi,emit spontan radiatii.In majoritatea cazurilor sunt izotopi artificiali,rezultati ca urmare a unor reactii nucleare. Unii izotopi naturali sunt radioactivi.Astfel , uraniul are trei izotopi r adioactivi : U U U In cazul izotopului carbon,s-au identificat 12 izotopi,din care numai doi izotopi sunt naturali.Dintre acestia , cel mai stabil este izotopul C.Acest izotop a fost ales ca izotop de referinta-unitatea atomica de masa (u.a.m.), numita si unitate nuclidica-dalton (d) Cu spectrometrul de masa se pot masura mai exact masele atomice decat prin metoda chimica obijnuita,bazata pe determinarea echivalentelor chimici. Valorile obtinute cu acest aparat au pana la 6-7 cifre semnificative exacte,in timp ce metoda chimica nu permite determinarea maselor atomice cu precizie mai mare decat 4 rareori 5 cifre semnificative. Masele atomice ale izotopilor au valori numerice apropiate de numere intregi si anume sint fie putin mai mari fie putin mai mici decat un numar intreg.De acea se atribuie fiecarui izotop,un numar de masa notat cu A care este numarul intreg cel mai apropiat de masa sa atomica reala. In timp ce prin spectrometria de masa se determina masa (si abundenta) fiecaru i izotop component al unui element mixt,metoda chimica duce la valori medii ale maselor atomice.De mare importanta practica este faptul ca proportia (abundenta) izotopilor in elemente mixte din natura este aceasi (c u putine excepti).Asfel elementu l clor cu masa atomic a (egala cu echivalentul chimic) 35,453 este un amestec al izotopilor cu numarul de masa A 35 si 37 in proportie de de aproximativ 3 :1.Aceasi situatie se intilneste si la multe alte elemente.Aceasta este una din cauzele (dar nu singura) pentru care unele elemente nu au mase atomice egale cu numere intregi. Numarul de masa se noteaza linga simbolul elementului, in partea stinga sus de ex. Cl si Cl iar numarul atomic (Z) in partea stanga jos. A numar de masa E simbol chimic Z numar atomic Faptul ca proprietatea izotopilor in elemente mixte din natura este practic aceasi are o mare
-
Upload
mihai-puscas -
Category
Documents
-
view
46 -
download
0
description
Se numesc izotopi specii de atomi apartinand aceluiasi element, diferind prin masa lor,dar asemanandu-se extrem de mult prin proprietatile lor fizice si chimice.Din cauza marii asemanari a proprietatilor lor, izotopii aceluiasi element nu pot fi separati decat foarte greu,prin metode speciale. Izotopii unui element ocupa acelasi loc in sistemul periodic (in greceste isos = acelasi , topos = loc). Existenta izotopilor a fost observata intai la elementele radioactive.Prin introducerea spectrometri
Transcript of Izotopi
5/14/2018 Izotopi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/izotopi-55ab4df37d7ac 1/4
Se numesc izotopi specii de atomi apartinand aceluiasi element, diferind prin masa lor,darasemanandu-se extrem de mult prin proprietatile lor fizice si chimice.Din cauza marii asemanaria proprietatilor lor, izotopii aceluiasi element nu pot fi separati decat foarte greu,prin metodespeciale.Izotopii unui element ocupa acelasi loc in sistemul periodic (in greceste isos = acelasi , topos =
loc).Existenta izotopilor a fost observata intai la elementele radioactive.Prin introducerea
spectrometriei de masa, s-a stabilit apoi ca fenomenul izotopiei se intilneste si la elementelecomune,dar nu la toate.Se credea inainte, ca una din proprietatile caracteristice ale atomilorunui element este constanta masei atomice.Aceasta parere gresita a fost spulberata deintroducerea spectrometrului de masa .Desi exista in natura elemente compuse din atomi de unsingur fel(monozitopice),de ex : florul,sodiul,aluminiul,fosforul etc. majoritatea elementelor suntinsa amestecuri de izotopi,uneori de multi izotopi (in cazul staniului de zece izotopi) .Asemeneaelemente se numesc elemente mixte.Izotopii unui element chimic pot fi izotopi stabili si atunci ei exista in natura si se numesc izotopi
naturali ai elementului respectiv.Unii izotopi sunt radioactivi,emit spontan radiatii.In majoritateacazurilor sunt izotopi artificiali,rezultati ca urmare a unor reactii nucleare.
Unii izotopi naturali sunt radioactivi.Astfel, uraniul are trei izotopi radioactivi : U U UIn cazul izotopului carbon,s-au identificat 12 izotopi,din care numai doi izotopi sunt
naturali.Dintre acestia , cel mai stabil este izotopul C.Acest izotop a fost ales ca izotop dereferinta-unitatea atomica de masa (u.a.m.), numita si unitate nuclidica-dalton (d)
Cu spectrometrul de masa se pot masura mai exact masele atomice decat prin metodachimica obijnuita,bazata pe determinarea echivalentelor chimici. Valorile obtinute cu acestaparat au pana la 6-7 cifre semnificative exacte,in timp ce metoda chimica nu permitedeterminarea maselor atomice cu precizie mai mare decat 4 rareori 5 cifre semnificative.
Masele atomice ale izotopilor au valori numerice apropiate de numere intregi si anume sint fieputin mai mari fie putin mai mici decat un numar intreg.De acea se atribuie fiecarui izotop,unnumar de masa notat cu A care este numarul intreg cel mai apropiat de masa sa atomica reala.
In timp ce prin spectrometria de masa se determina masa (si abundenta) fiecarui izotopcomponent al unui element mixt,metoda chimica duce la valori medii ale maselor atomice.Demare importanta practica este faptul ca proportia (abundenta) izotopilor in elemente mixte dinnatura este aceasi (cu putine excepti).Asfel elementul clor cu masa atomica (egala cuechivalentul chimic) 35,453 este un amestec al izotopilor cu numarul de masa A 35 si 37 inproportie de de aproximativ 3 :1.Aceasi situatie se intilneste si la multe alte elemente.Aceastaeste una din cauzele (dar nu singura) pentru care unele elemente nu au mase atomice egale cu
numere intregi.Numarul de masa se noteaza linga simbolul elementului, in partea stinga sus de ex. Cl si Cl iar
numarul atomic (Z) in partea stanga jos. A numar de masaE simbol chimicZ numar atomic
Faptul ca proprietatea izotopilor in elemente mixte din natura este practic aceasi are o mare
5/14/2018 Izotopi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/izotopi-55ab4df37d7ac 2/4
importanta.Datorita acestui fapt masele atomice determinate din echivlenti chimici sant perfectvalabile pentru lucrarile chimice curenteMasa relativa a unui izotop (nuclid) se defneste ca fiind numarul care arata de cite ori masaizotopului respectiv este mai mare decit unitatea de masa (dalton)Masa atomica relativa a unui element este determninata de:
-numarul de masa (A) al izotopilor-procentul (abundenta in care se gasesc acesti izotopi in amestecul naturalHidrogenul din natura este un amestec de izotopi cu numere de masa 1 si 2 in proportie deaproximativ 5500 atomi H la un atom H. Izotopul H se numeste deuteriu (simbol D) in timp ce Hse numeste protiu.
Deuteriul contine un proton si unu neutron iar tritiu,izotop artificial,aree un protin si doineutroni.
Modelarea izotopilor hidrogenului:Se cunosc circa 275 izotopi stabili (adica neradioactivi) si un numar mult mai mare de izotopi
radioactivi reprezentati intre cele 104 elemente cunoscute pana in prezent.
Separarea Separarea izotopilor aceluiaşi element de la unul la altul este dificilă. Separarea totală într-un
pas prin metode chimice este imposibilă, deoarece izotopii aceluiaşi element, au aceleaşiproprietăţi chimice; metodele fizice sunt în general bazate pe deosebiri extrem de mici, înproprietăţile fizice au cauzat diferenţe majore ale izotopilor. Separarea electrolitică şi diverseproceduri de schimburi pentru separarea izotopilor, oricât, bazându-se pe un ritm chimic saudiferenţe de echilibru, care se bazează în mod primar pe diferenţele în energie de legăturichimice, care are un rol al masei izotopilor.
Izotopii de hidrogen, deuteriu (hidrogen -2) şi hidrogenul obişnuit (hidrogen -1), primul a fostseparat în cantităţi apreciabile. Această realizare este acreditată chimistului american HarordUrey, care a descoperit deuteriul în 1932.
Înainte de 1940 multe metode au fost folosite la separarea unor mici cantităţi de izotopipentru cercetările rezultate. Câteva din cele mai reuşite au fost metoda centrifugă şi separareaelectromagnetică. Fiecare din aceste metode depind de o mică diferenţă de greutate a izotopilorpentru a fi separaţi, şi cel mai eficace sunt izotopii de hidrogen, unde diferenţele de masă întredouă substanţe se ridică la 100%; în contrast, diferenţa în masă între izotopii de carbon-12 şi -13 sau între izotopii de neon -20 şi neon-22 ajunge doar la 10%, şi între izotopii de uraniu-235şi uraniu-238 doar la puţin peste 1%. Acest factor de la 10 la 1 sau de la 100 la 1 face separarea mai îndepărtată de 10 sau de 100
de ori mai greu. În toate procesele, excluzând pe cel electromagnetic, separarea izotopilorinclude o serie de etape de producţie. Rezultatul final a unei singure etape este separareamaterialului original în două fracţiuni, una care conţine un procentaj puţin mai mare pentruizotopul mai greu decât amestecul original şi celălalt conţine puţin mai mult decât izotopul mailuminos.
Pentru a obţine o concentraţie apreciată, sau mai îmbogăţită, în izotopul dorit, este necesar
5/14/2018 Izotopi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/izotopi-55ab4df37d7ac 3/4
să separăm mai mult o fracţiune îmbogăţită. Acest proces este purtat afară cu scopul uneirevărsări, cuprinzând un număr mare de etape. Îmbogăţirea cu fracţiuni de la nici o etapădevine un material brut pentru următoarea etapă, şi fracţiunea epuizată, care conţine unconsiderabil procentaj al izotopului dorit, este amestecat cu un material brut pentru etapaprecedentă. Chiar şi materialul epuizat de etapa originală este dezbrăcată de etapa
suplimentară când materialul brut (de exemplu, uraniul) este rar. Potrivit aparatului este realizatpentru realiza revărsarea etapă cu etapă în mod automat şi continuu.
De asemenea o revărsare este extrem de flexibilă, şi elementul poate fi schimbat de la oetapă a separării încă este dorită. De exemplu, la separarea uraniului, o mare cantitate amaterialului trebuie manipulată de la început, unde uraniul dorit-235 este amestecat deaproximativ 140 de ori cu toate că uraniu-238; la sfârşitul procesului, uraniu-235 este aproapepur, şi volumul materialului este mult mai mic. Într-o măsură mai mare cu numai schimbândşnurul, este posibil să schimb etapele înlocuite pentru completare la o etapă intermediară aacelui material rezultând din îmbogăţirea preliminară până la un proces diferit.
Exemple de izotopi ai atomului de hidrogen
* izotopul cu 1 neutron se numeşte Protiu (stabil)(H) * izotopul cu 2 neutroni se numeşte Deuteriu (stabil)(D) * izotopul cu 3 neutroni se numeşte Tritiu (radioactiv)(Deuteroxid)
IZOTOPI
-1-
Se numesc izotopi specii de atomi apartinand aceluiasi element, diferind prin masa lor,dar asemanandu-se extrem de multprin proprietatile lor fizice si chimice.Din cauza marii asemanari a proprietatilor lor, izotopii aceluiasi element nu pot fiseparati decat foarte greu,prin metode speciale.
Izotopii unui element ocupa acelasi loc in sistemul periodic (in greceste isos = acelasi , topos = loc).
Existenta izotopilor a fost observata intai la elementele radioactive.Prin introducerea spectrometriei de masa, s-a stabilit apoica fenomenul izotopiei se intilneste si la elementele comune,dar nu la toate.Se credea inainte, ca una din proprietatilecaracteristice ale atomilor unui element este constanta masei atomice.Aceasta parere gresita a fost spulberata deintroducerea spectrometrului de masa .Desi exista in natura elemente compuse din atomi de un singur fel(monozitopice),deex : florul,sodiul,aluminiul,fosforul etc. majoritatea elementelor sunt insa amestecuri de izotopi,uneori de multi izotopi (incazul staniului de zece izotopi) .Asemenea elemente se numesc elemente mixte.
Izotopii unui element chimic pot fi izotopi stabili si atunci ei exista in natura si se numesc izotopi naturali ai elementuluirespectiv.Unii izotopi sunt radioactivi,emit spontan radiatii.In majoritatea cazurilor sunt izotopi artificiali,rezultati ca urmare aunor reactii nucleare. 24168rle25vqo9k
Unii izotopi naturali sunt radioactivi.Astfel, uraniul are trei izotopi radioactivi : U U U
In cazul izotopului carbon,s-au identificat 12 izotopi,din care numai doi izotopi sunt naturali.Dintre acestia , cel mai stabileste izotopul C.Acest izotop a fost ales ca izotop de referinta-unitatea atomica de masa (u.a.m.), numita si unitate nuclidica-dalton (d)
Cu spectrometrul de masa se pot masura mai exact masele atomice decat prin metoda chimica obijnuita,bazata pedeterminarea echivalentelor chimici. Valorile obtinute cu acest aparat au pana la 6-7 cifre semnificative exacte,in timp cemetoda chimica nu permite determinarea maselor atomice cu precizie mai mare decat 4 rareori 5 cifre semnificative.
5/14/2018 Izotopi - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/izotopi-55ab4df37d7ac 4/4
Masele atomice ale izotopilor au valori numerice apropiate de numere intregi si anume sint fie putin mai mari fie putin maimici decat un numar intreg.De acea se atribuie fiecarui izotop,un numar de masa notat cu A care este numarul intreg celmai apropiat de masa sa atomica reala. lq168r4225vqqo
In timp ce prin spectrometria de masa se determina masa (si abundenta) fiecarui izotop component al unui elementmixt,metoda chimica duce la valori medii ale maselor atomice.De mare importanta practica este faptul ca proportia(abundenta) izotopilor in elemente mixte din natura este aceasi (cu putine excepti).Asfel elementul clor cu masa atomica
(egala cu echivalentul chimic) 35,453 este un amestec al izotopilor cu numarul de masa A 35 si 37 in
-2-
proportie de de aproximativ 3 :1.Aceasi situatie se intilneste si la multe alte elemente.Aceasta este una din cauzele (dar nusingura) pentru care unele elemente nu au mase atomice egale cu numere intregi.
Numarul de masa se noteaza linga simbolul elementului,in partea stinga sus de ex. Cl si Cl iar numarul atomic (Z) in parteastanga jos.
numar de masa
A
E simbol chimic
Z
numar atomic
Faptul ca proprietatea izotopilor in elemente mixte din natura este practic aceasi are o mare importanta.Datorita acestui faptmasele atomice determinate din echivlenti chimici sant perfect valabile pentru lucrarile chimice curente
Masa relativa a unui izotop (nuclid) se defneste ca fiind numarul care arata de cite ori masa izotopului respectiv este maimare decit unitatea de masa (dalton)
Masa atomica relativa a unui element este determninata de :
-numarul de masa (A) al izotopilor
-procentul (abundenta in care se gasesc acesti izotopi in amestecul natural
Hidrogenul din natura este un amestec de izotopi cu numere de masa 1 si 2 in proportie de aproximativ 5500 atomi H la unatom H .Izotopul H se numeste deuteriu (simbol D) in timp ce H se numeste protiu.
Deuteriul contine un proton si unu neutron iar tritiu ,izotop artificial ,aree un protin si doi neutroni.
Modelarea izotopilor hidrogenului :
Se cunosc circa 275 izotopi stabili (adica neradioactivi) si un numar mult mai mare de izotopi radioactivi reprezentati intrecele 104 elemente cunoscute pana in prezent.
