النظائر هي ذرات لها نفس عدد البروتونات ، ولكنها تختلف في أعداد النيوترونات. بعبارة أخرى ، النظائر لها أوزان ذرية مختلفة. النظائر هي أشكال مختلفة من عنصر واحد.
يوجد 275 نظير من 81 عنصر ثابت. هناك أكثر من 800 نظير مشع ، بعضها طبيعي وبعضها اصطناعي. يحتوي كل عنصر في الجدول الدوري على أشكال نظائر متعددة. تميل الخصائص الكيميائية للنظائر لعنصر واحد إلى أن تكون متطابقة تقريبًا. والاستثناء هو نظائر الهيدروجين لأن عدد النيوترونات له تأثير كبير على حجم نواة الهيدروجين. تختلف الخصائص الفيزيائية للنظائر عن بعضها البعض لأن هذه الخصائص غالبًا ما تعتمد على الكتلة.
باستثناء الهيدروجين ، فإن معظم النظائر الوفيرة للعناصر الطبيعية لها نفس عدد البروتونات والنيوترونات. أكثر أشكال الهيدروجين وفرة هو البروتيوم الذي يحتوي على بروتون واحد ولا يحتوي على نيوترونات.
العدد الكلي للنظير هو العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات في النواة الذرية.
هناك طريقتان شائعتان للإشارة إلى النظائر:
1. سرد عدد كتلة عنصر بعد اسمه أو رمز العنصر. على سبيل المثال ، النظائر التي تحتوي على 6 بروتونات و 6 نيوترونات هي كربون 12 أو سي 12. النظير مع 6 بروتونات و 7 نيوترونات هو الكربون 13 أو C-16. لاحظ أن العدد الكتلي لنظيرين قد يكونا متماثلين ، على الرغم من أنهما عنصران مختلفان. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون لديك كربون 14 ونيتروجين 14.
2. يمكن إعطاء رقم الكتلة في الجانب الأيسر العلوي لرمز عنصر. على سبيل المثال ، يمكن كتابة نظائر الهيدروجين 1 H و 2 H و 3 H.
الكربون 12 والكربون 14 نظائر للكربون ، أحدهما يحتوي على 6 نيوترونات والآخر 8 نيوترونات (كلاهما يحتوي على 6 بروتونات). الكربون -12 هو نظير مستقر ، بينما الكربون 14 هو نظير مشع.
يحدث اليورانيوم 235 واليورانيوم 238 بشكل طبيعي في قشرة الأرض. كلاهما نصف عمر طويل. يشكل اليورانيوم 234 كمنتج اضمحلال.
يحتوي الهيدروجين على ثلاثة نظائر.
عندما تتعرض النظائر المشعة للانحلال الإشعاعي ، قد يختلف النظير الأولي عن النظير الناتج. يسمى النظير الأولي بالنظير الأم ، بينما تسمى الذرات التي ينتجها التفاعل نظائر ابنة. قد ينتج أكثر من نوع واحد من النظائر ابنة.
كمثال ، عندما تتحلل U-238 إلى Th-234 ، فإن ذرة اليورانيوم هي النظائر الأم ، بينما ذرة الثوريوم هي نظير الابنة.
تحتوي النظائر المستقرة على تركيبة ثابتة من البروتون والنيوترون ولا تظهر أي علامة على الاضمحلال. يأتي هذا الاستقرار من عدد النيوترونات الموجودة في الذرة. إذا كانت الذرة تحتوي على عدد كبير جدًا أو قليل جدًا من النيوترونات ، فهي غير مستقرة وتميل إلى التفكك. بما أن النظائر المستقرة لا تتحلل ، فإنها لا تنتج إشعاعًا أو المخاطر الصحية المرتبطة بها.
تحتوي النظائر المشعة على مزيج غير مستقر من البروتونات والنيوترونات. تتحلل هذه النظائر ، وتنبعث منها أشعة ألفا وبيتا وأشعة جاما. يصنف العلماء النظائر المشعة وفقًا لعملية تكوينها: طويلة العمر ، الكون ، الإنسان ، والإشعاعي.
