İzotopun Kesirli Bolluğunu Nasıl Bulunur?

İçerik

• TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
• İki İzotopun Göreceli Bolluğunun Hesaplanması
• Örnek hesaplama
• İkiden Fazla İzotop

Periyodik tablodaki her bir element, çekirdeğinde benzersiz bir pozitif yüklü proton sayısına sahiptir, ancak şarjı olmayan nötronların sayısı değişebilir. Farklı sayıda nötron içeren bir elementin atomları, o elementin izotoplarıdır. 20 elementin tümü dışında birden fazla doğal olarak meydana gelen izotop vardır ve bazı elementlerin birçoğu vardır. 10 doğal izotoplu kalay (Sn) bu kategoride kazanır. Nötronlar protonlarla aynı kütleye sahiptir, bu nedenle farklı izotoplar farklı atomik kütlelere sahiptir ve periyodik tabloda listelenen bir elementin atom ağırlığı, bolluğuyla çarpılan her izotopun ortalamasıdır.

Atom ağırlığı = ∑ (atomik kütle x bağıl bolluk)

İzotopların atomik kütlelerine dayanan iki izotoplu elementler için kesirli bollukları matematiksel olarak hesaplamak mümkündür, ancak ikiden fazla elementler için laboratuvar tekniklerine ihtiyacınız vardır.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)

Bir elemanın iki izotopu varsa, kesirli bolluklarını matematiği kullanarak bulabilirsiniz. Aksi takdirde, bir kütle spektrometresine ihtiyacınız vardır.

İki İzotopun Göreceli Bolluğunun Hesaplanması

İki kütle izotoplu bir element düşünün m₁ ve M₂. Kesirli bollukları 1'e eşit olmalıdır, yani birincinin bolluğu x ise, ikincinin bolluğu 1 - x olur. Bu şu anlama gelir

Atom ağırlığı = m₁x + m₂(1 - x).

X için basitleştirme ve çözme:

x = (Atom ağırlığı - m₂) ÷ (m₁ - m₂)

X miktarı, izotopun kütle m olan kesirli bolluğudur₁.

Örnek hesaplama

Klorun doğal olarak oluşan iki izotopu vardır: ³⁵Cl, 34.9689 amu kütleli (atomik kütle birimleri) ve ³⁷Cl, 36.9659 amu kütleli. Klorun atom ağırlığı 35.46 amu ise, her izotopun kesirli bollukları nelerdir?

X, kesirli bolluğa sahip olsun ³⁵Cl. Yukarıdaki denkleme göre, kütlesine izin verirsek ³⁵M ol₁ ve bunun ³⁷M ol₂, biz alırız:

x = (35.46 - 36.9659) 8 (34.9689 - 36.9659) = 0.5911 / 1.997 = -1.5059 / -1.997 = 0.756

Kesirli bolluğu ³⁵Cl 0.756’dır ve ³⁷Cl 0.244.

İkiden Fazla İzotop

Bilim adamları laboratuarda kütle spektrometresi adı verilen bir teknik kullanarak ikiden fazla izotoplu elementlerin göreceli bolluğunu belirler. Elementi içeren bir örneği buharlaştırır ve yüksek enerjili elektronlarla bombardıman eder. Bu, onları yönlendiren manyetik alan boyunca yönlendirilen parçacıkları yükler. Ağır izotoplar hafif olanlardan daha fazla saptırılır. Spektrometre, tespit ettiği her izotopun kütle-yük oranını ölçer, her birinin sayısının ölçülmesi ve bunların bir spektrum adı verilen bir dizi seri olarak gösterilmesidir. Spektrum, kütle / şarj oranını göreceli bolluğa karşı çizen bir çubuk grafik gibidir.