Back to the topics list

isotopes

Isotopu ni atomi zilizo na idadi sawa ya protoni, lakini nambari tofauti za neutroni. Kwa maneno mengine, isotopu zina uzito tofauti wa atomiki. Isotopu ni aina tofauti za kipengele kimoja.

Kuna isotopu 275 za vitu 81 vilivyo thabiti. Kuna zaidi ya isotopu 800 za mionzi, ambazo zingine ni za asili na zingine za syntetisk. Kila kipengele kwenye jedwali la mara kwa mara kina aina nyingi za isotopu. Sifa za kemikali za isotopu za kipengele kimoja huwa karibu kufanana. Isipokuwa ni isotopu za hidrojeni kwani idadi ya neutroni ina athari kubwa kwa saizi ya kiini cha hidrojeni. Sifa za kimaumbile za isotopu ni tofauti kutoka kwa kila mmoja kwani mali hizi mara nyingi hutegemea wingi.

Isipokuwa hidrojeni, isotopu nyingi zaidi za vitu vya asili zina idadi sawa ya protoni na neutroni. Aina nyingi zaidi za hidrojeni ni protium, ambayo ina protoni moja na haina neutroni.

Nambari ya wingi ya isotopu ni jumla ya idadi ya protoni na neutroni katika kiini cha atomiki.

Nukuu ya Isotopu

Kuna njia kadhaa za kawaida za kuonyesha isotopu:

1. Orodhesha nambari ya wingi ya kipengele baada ya jina lake au ishara ya kipengele. Kwa mfano, isotopu yenye protoni 6 na neutroni 6 ni Carbon-12 au C-12. Isotopu yenye protoni 6 na neutroni 7 ni Carbon-13 au C-16. Kumbuka idadi ya wingi wa isotopu mbili inaweza kuwa sawa, ingawa ni vipengele tofauti. Kwa mfano, unaweza kuwa na kaboni-14 na nitrojeni-14.

2. Nambari ya wingi inaweza kutolewa katika upande wa juu wa kushoto wa ishara ya kipengele. Kwa mfano, isotopu za hidrojeni zinaweza kuandikwa ¹ H, ² H, na ³ H.

Mifano ya isotopu

Carbon 12 na Carbon 14 ni isotopu za kaboni, moja yenye nyutroni 6 na moja na neutroni 8 (zote zina protoni 6). Carbon-12 ni isotopu thabiti, wakati Carbon-14 ni isotopu ya mionzi.

Uranium-235 na uranium-238 hutokea kwa asili katika ukoko wa Dunia. Wote wawili wana maisha marefu ya nusu. Uranium-234 huunda kama bidhaa ya kuoza.

Hidrojeni ina isotopu tatu.

• ¹ H ndiyo isotopu ya hidrojeni ya kawaida yenye wingi wa zaidi ya 99.98%. Kwa sababu kiini cha isotopu hii kina protoni moja tu, inapewa jina rasmi la protium.
• ² H ni isotopu nyingine ya hidrojeni thabiti, inayojulikana kama deuterium na ina protoni moja na neutroni moja kwenye kiini chake.
• ³ H inajulikana kama tritium na ina protoni moja na neutroni mbili kwenye kiini chake. Ina mionzi, kuoza hadi heliamu-3 kupitia kuoza kwa beta na maisha ya nusu ya miaka 12.32.

Mambo muhimu ya kuchukua: Isotopu

• Isotopu ni sampuli za kipengele kilicho na idadi tofauti ya neutroni katika atomi zao.
• Idadi ya protoni za isotopu tofauti za kipengele haibadilika.
• Sio isotopu zote zina mionzi. Isotopu thabiti haziozi au kuoza polepole sana. Isotopu zenye mionzi huharibika.
• Wakati isotopu inapooza, nyenzo ya kuanzia ni isotopu ya mzazi. Nyenzo zinazosababisha ni isotopu ya binti.

Isotopu za mzazi na binti

Wakati isotopu za redio zinapooza kwa mionzi, isotopu ya awali inaweza kuwa tofauti na isotopu inayosababisha. Isotopu ya awali inaitwa isotopu ya mzazi, wakati atomi zinazozalishwa na mmenyuko huitwa isotopu za binti. Zaidi ya aina moja ya isotopu ya binti inaweza kusababisha.

Kwa mfano, U-238 inapooza hadi Th-234, atomi ya urani ni isotopu kuu, wakati atomi ya thoriamu ni isotopu binti.

Isotopu imara

Isotopu thabiti zina mchanganyiko thabiti wa protoni-neutroni na hazionyeshi dalili zozote za kuoza. Utulivu huu unatokana na idadi ya neutroni zilizopo kwenye atomi. Ikiwa atomi ina nyutroni nyingi au chache sana, haina msimamo na inaelekea kusambaratika. Kwa kuwa isotopu thabiti haziozi, hazitoi mionzi au hatari zinazohusiana na afya.

Isotopu za mionzi

Isotopu zenye mionzi zina mchanganyiko usio thabiti wa protoni na neutroni. isotopu hizi kuoza, kutoa mionzi ambayo ni pamoja na alpha, beta na gamma miale. Wanasayansi huainisha isotopu za mionzi kulingana na mchakato wa uumbaji wao: muda mrefu, cosmogenic, anthropogenic na radiogenic.

• Isotopu za mionzi za muda mrefu ziliibuka wakati wa kuunda mfumo wa jua.
• Isotopu za mionzi ya Cosmogenic hutokea kama mmenyuko wa miale ya anga hadi ya cosmic inayotolewa na nyota.
• Isotopu za anthropogenic hutoka kwa shughuli za nyuklia zinazotengenezwa na binadamu kama vile majaribio ya silaha na utengenezaji wa mafuta ya nyuklia.
• Isotopu za radiogenic ni matokeo ya mwisho ya kuoza kwa mionzi.

Ukweli wa Kuvutia kuhusu Isotopu

• Vipengele vingi vinapatikana tu katika fomu isiyo imara au ya mionzi.
• Vipengele vyote visivyo vya asili au vilivyotengenezwa na mwanadamu ni isotopu zenye mionzi.
• Isotopu nzito zaidi huwa na kuitikia polepole zaidi kuliko isotopu nyepesi za kipengele sawa.
• Deuterium (isotopu ya hidrojeni yenye neutroni moja) inaweza kuunda maji yenye oksijeni. Hii inaitwa "maji mazito" kwani deuterium ina mara mbili ya wingi wa hidrojeni ya kawaida (protium).
• Vipengele ishirini na sita vina isotopu moja tu thabiti. Vipengele hivi huitwa 'monoisotopic'.