www.wikidata.uk-ua.nina.az

Ізотопи Ізото пи нукліди одного і того самого хімічного елементу які мають різну кількість нейтронів а отже різне масове

Ізотопи

Ізото́пи — нукліди одного і того самого хімічного елементу, які мають різну кількість нейтронів, а, отже, різне масове число і різну атомну масу.

Розподіл ізотопів.
По горизонталі — кількість протонів (заряд ядра).
По вертикалі — кількість нейтронів.
Колір — стабільність ізотопу (тривалість напіврозпаду).

Загальний опис

Ізотопи позначають тими самими символами, що й хімічний елемент, додаючи зверху з лівого боку символу масове число, наприклад, ізотопи хлору позначають: 35Cl і 37Cl, або масове число подають після назви чи символу елементу, наприклад: уран-233 чи Pu-239.

Ізотопи одного хімічного елемента мають однаковий заряд атомного ядра, тобто один порядковий номер, і займають те ж саме місце в періодичній системі, мають однакову кількість протонів в ядрі атома, але відрізняються один від одного кількістю нейтронів. Так, в атомному ядрі ізотопу хлору 35Cl міститься 17 протонів, оскільки порядковий номер хлору 17, і 18 нейтронів (35-17=18), а в ядрі ізотопу хлору 37Cl — 17 протонів і 20 нейтронів (37-17 = 20).

Деякі хімічні елементи мають невелику кількість стабільних ізотопів. Так, для кисню відомо три стабільні ізотопи: 16O (ядро складається з 8 протонів і 8 нейтронів), 17O (ядро складається з 8 протонів і 9 нейтронів) і 18О (ядро складається з 8 протонів і 10 нейтронів). Для водню відомо теж три ізотопи: 1H (ядро складається лише з одного протона), 2H (ядро складається з одного протона і одного нейтрона), 3H (ядро складається з одного протона і двох нейтронів). Деякі ж хімічні елементи складаються з досить великої кількості ізотопів. Наприклад, ксенон має 9 ізотопів у природній суміші, олово — 10 і т. д.; для цих елементів також відомі десятки штучних радіоактивних ізотопів.

Переважна більшість ізотопів не має спеціальних назв, але для ізотопів деяких елементів, зокрема для ізотопів водню, існують спеціальні назви і навіть спеціальні символи. Так, ізотоп водню 1H називають протій, ізотоп 2H — дейтерій і позначають символом D, а ізотоп 3Н — тритій (символ T).

Деякі ізотопи в природі досить поширені, як, наприклад, ізотоп кисню 16O та ізотоп водню 1Н, а інші ізотопи зустрічаються в дуже мізерних кількостях, як ізотопи кисню 17O і 18O і ізотопи водню 2H і 3H.

За хімічними властивостями всі ізотопи окремого елементу дуже близькі, тому значної різниці між ними у хімічних реакціях не спостерігається. Виняток становлять лише ізотопи водню, які за своїми властивостями помітно відрізняються один від одного.

Атомна маса ізотопу виражена у вуглецевих одиницях і не є цілим числом для всіх елементів окрім С-12, на відміну від масового числа, яке є завжди цілим числом, рівним сумі протонів та нейтронів.

Історія

Діаграма, що показує різні типи радіоактивного розпаду. Горизонтальна вісь - атомний номер, вертикальна - кількість нейтронів
Фотопластинка Дж. Томпсона, у нижньому правому куті якої видно позначення двох ізотопів неону, 20 і 22.

До 20 століття загальноприйнятою була думка, що атомна маса елементу є його постійною і незмінною характеристикою. Проте, з відкриттям наприкінці 19 століття радіоактивних речовин, це уявлення почало змінюватися.

Під час радіоактивного розпаду утворювалися елементи, що, через їх різну атомну масу, вважали різними, і давали їм окремі назви. У 1910 році Фредерік Содді показав, що мезоторій (тодішня назва радію-228), радій (радій-226, довгоживучий ізотоп, що зустрічається в природі) і торій-X (радій-224) хімічно нероздільні. А в 1913 році він же показав, що під час розпадів радіоактивних речовин на проміжку від урану до свинцю утворюється близько 40 радіоелементів з різною масою, тоді як у таблиці Менделєєва між цими елементами може розміщуватись не більш як 11 інших.

Того самого року Содді й Казимір Фаянс запропонували закон радіоактивних зміщень, згідно з яким альфа-розпад зміщує елемент у таблиці на дві позиції вліво, зменшуючи його масу на 4, тоді як бета-розпад — на одну позицію вправо, залишаючи масу незмінною. Таким чином, альфа-розпад, що супроводжується двома бета-розпадами, породжує елемент, що не відрізняється від материнського хімічно, проте має меншу атомну масу.

Сам термін "ізотоп", що з грецької можна перекласти як "в тому самому місці", Содді підказала шотландський фізик Маргарет Тодд під час бесіди, у якій той поділився з нею своїми ідеями.

Пізніше були відкрито, що деякі нерадіоактивні елементи є сумішшю кількох стабільних ізотопів. Першим елементом, для якого були відкриті такі ізотопи був неон: у 1913 році Джозеф Томпсон показав, що у природному неоні присутні дві фракції з атомними масами 20 і 22. З розвитком мас-спектрометрії виявляти такі ізотопи стало простіше. У 1919 році Френсіс Астон відкрив велику кількість елементів, що мають кілька стабільних ізотопів. Крім того, Астон показав, що усі ізотопи мають атомні маси пропорційні до атомної маси водню, а елементи, атомна маса яких відхиляється від цього правила, є сумішами ізотопів. Наприклад, хлор у природі існує у вигляді двох ізотопів з масами 35 і 37, а його атомна маса, що вважалася рівною 35.45, насправді є середнім зваженим мас цих ізотопів (відповідно до їх часток у природному хлорі).

І Фредерік Содді і Френсіс Астон за свої роботи з відкриття і дослідження ізотопів отримали нобелівські премії з хімії, у 1921 і 1922 році відповідно.

У 1932 році був відкритий нейтрон, і згодом стало зрозуміло, що саме різна кількість нейтронів у ядрі відрізняє ізотопи один від одного. У 1934 році Фредерік та Ірен Жоліо-Кюрі виявили, що при бомбардуванні легких елементів альфа-частинками утворюються короткоживучі ізотопи деяких легких елементів, а розпад таких ізотопів іде по невідомому раніше каналу (β+), і супроводжується емісією позитронів. В той же час Енріко Фермі показав, що опромінення стабільних елементів нейтронами призводить до їх захоплення ядрами, і утворення нових ізотопів цих же елементів. Усі ці явища отримали назву штучна радіоактивність. За допомогою таких методів фізики отримали можливість створювати велику кількість нестабільних ізотопів.

Стабільність

Більшість відомих ізотопів нестабільні щодо радіоактивного розпаду. Характеристиками нестабільних ізотопів є період напіврозпаду та канал розпаду. Основними каналами розпаду є бета-радіоактивність та альфа-радіоактивність. При бета-розпаді ядро ізотопу випромінює електрон або позитрон і, відповідно, або збільшує, або зменшує свій атомний номер. При альфа-розпаді ядро ізотопу випромінює альфа-частинку, і відповідно, його атомний номер зменшується на двійку, а масове число на 4. Деякі ізотопи, наприклад, 235U, можуть ділитися.

Період напіврозпаду нестабільних ізотопів може бути дуже різним, від 1× 10-24 c до значень, що перевищують вік Всесвіту. В останньому випадку слабку радіоактивність можна зареєструвати точними вимірюваннями, однак ізотоп можна вважати практично стабільним.

В навколишній природі зустрічаються здебільшого стабільні ізотопи хімічних елементів, оскільки нестабільні врешті-решт розпадаються. Однак вони також і утворюються внаслідок ядерних реакцій.

Загалом, існує 254 стабільних ізотопи, що належать 81 елементу, при тому, що загалом відомо 3339 різних ізотопів. З цих ізотопів, теоретично, лише 90 є повністю стабільними, а решта просто має дуже довгі періоди напіврозпаду, проте на практиці їх розпад не спостерігався.

Розподіл елементів за кількістю стабільних ізотопів такий:

  • 10 стабільних ізотопів — 1 елемент (олово)
  • 8 стабільних ізотопів — 1 елемент (ксенон)
  • 7 стабільних ізотопів у чотирьох елементів
  • 6 стабільних ізотопів мають вісім елементів
  • 5 стабільних ізотопів мають десять елементів
  • 4 стабільних ізотопи є у дев'яти елементів
  • три стабільні ізотопи є у п'яти елементів
  • 16 елементів мають два стабільні ізотопи, рахуючи метастабільний збуджений стан танталу-180m
  • 26 елементів представлені лише одним нуклідом

Розділення ізотопів

Див. також: Розділення ізотопів та Одиниця роботи розділення

У багатьох галузях використовуються речовини зі зміщеним ізотопним складом. В першу чергу це стосується урану, радіоактивний нуклід якого (з атомною масою 235), є вкрай вживаним у виробництві зброї, ядерній енергетиці, тощо. Загалом, проблема розділення ізотопів є вкрай складною, через те, що хімічно вони практично еквівалентні.

Існує дві великих групи методів розділення ізотопів: абсолютні методи, які дозволяють виділити ізотопи в чистому вигляді, а також методи, що лише збільшують концентрацію деякого нукліду.

До абсолютних методів відносять:

  • Електромагнітне розділення: суміш ізотопів випаровують і іонізують, прискорюють електричним полем, після чого запускають в камеру з магнітним полем, перпендикулярним напрямку руху іонів. Таким чином, відхилення окремих атомів у полі є пропорційним відношенню m/z (яке є різним для різних ізотопів), і суміш розділяється на окремі пучки ізотопів, що вловлюються і відокремлюються.
  • Лазерне розділення, що працює завдяки тому, що молекули, що містять різні ізотопи, збуджуються під дією світла різної частоти. Потім збуджені молекули відокремлюються електричним полем чи будь-яким іншим способом.

Проте, хоча абсолютне розділення здається більш ефективним, через велику вартість, в промислових масштабах воно використовується порівняно рідше. Натомість застосовується велика кількість методів, що ненабагато зміщує пропорції ізотопів у зразку. Для того, щоб отримати порівняно чистий ізотоп, ці методи треба застосовувати багато разів. Щоб оцінити ефективність розділення, використовується показник, що називається коефіцієнт сепарації, що розраховується як , де N1 і N2 — концентрації ізотопу, що виділяється, у збагаченій і у збідненій фракції. Серед методів такого типу можна відмітити такі:

  • Газова дифузія: швидкості молекул легких ізотопів більші, ніж важких, тому при пропусканні через мембрану газу, що складається з суміші ізотопів, легкі ізотопи проходять швидше.
  • Термодифузія: при існуванні градієнту температури у рідині чи газі атоми легких ізотопів частіше опиняються у більш теплих місцях, тому у цих зонах їх концентрація підвищується.
  • Дистиляція: при переведенні речовини у стан рівноваги між рідиною і парою легкий ізотоп концентрується в парі.
  • Газові центрифуги: при розкрученні газової суміші ізотопів у центрифузі легкі ізотопи концентруються біля осі.
  • Ізотопний обмін: при контакті двох різних сполук розділюваного елементу, що перебувають у різних фазах, різні ізотопи концентруються в різних фракціях,
  • Електроміграція іонів: при прикладенні електричного поля до розплаву або розчину іони різних ізотопів рухаються з різною швидкістю.

В найкращих з цих методів коефіцієнти розділення не перевищують відсотка, тому для ефективного збагачення потрібно повторювати процес сотні або тисячі разів.

Використання ізотопів

Радіоізотопне датування

Оскільки різні ізотопи мають різний період напіврозпаду, то, знаючи вихідну концентрацію ізотопів у речовині, замірявши її пізніше, можна дізнатися вік зразка.
Найбільш відомим прикладом такого використання є радіовуглецевий метод: вуглець-14 (т. зв. радіовуглець) постійно утворюється в атмосфері під час реакції ядер азоту з космічними променями і розпадається з періодом напіврозпаду 5370 років. Ці протилежні процеси компенсують один одного, тому концентрація цього ізотопу в атмосфері є постійною, близько 1 атому 14С на 1012 атомів стабільного вуглецю. Допоки деякий організм живе, він постійно обмінюється вуглецем з навколишнім середовищем, тому та сама концентрація встановлюється і в ньому. Коли організм помирає і процеси обміну речовин у ньому припиняються, доля вуглецю-14 у ньому починає зменшуватися. Таким чином, вимірявши питому активність 14С в вуглецю, виділеному з залишків того чи іншого організму, можна доволі точно визначити, коли саме жив цей організм. Зручність цього методу полягає в тому, що вуглець входить до складу практично всіх організмів, тому такий метод є доволі універсальним. З іншого боку, через відносно короткий період напіврозпаду, радіовуглецевий метод може використовуватися лише для датування віку організмів, що не старіші за 60 000 років.

Для мінералів застосовують калій-аргоновий та уран-свинцевий методи, що дозволяють датувати більші часові інтервали.

Мічені атоми

Через хімічну нероздільність, радіоактивні ізотопи можуть використовуватися організмом (або брати участь у хімічних реакціях) так само, як і звичайні. Це дозволяє дуже точно спостерігати за шляхами метаболізму того чи іншого елементу (або речовини, деякі атоми якої замінені) у організмі. Ця методика є широко вживаною в біології, медицині і техніці.

Використання в кліматичних дослідженнях

Природний кисень представлений трьома стабільними ізотопами кисень-16, кисень-17 і кисень-18. Незважаючи на хімічну подібність, ізотопи трохи по різному беруть участь у таких процесах як випаровування і конденсація, тому концентрація кисню-18 у океані залежить від клімату планети (а саме від розміру льодовиків). Цей факт використовують для того, щоб дізнатися кліматичні умови в далекому минулому — досліджуючи льодяні керни з полярних льодовиків, або визначаючи концентрацію цих ізотопів у мушлях скам'янілостей.

Ядерна енергетика і зброя

На відміну від урану-238, в урані-235 можлива самопідтримувана ланцюгова реакція. Це найбільш розповсюджений у природі ізотоп, що має такі властивості, через що саме він використовується при виробництві ядерної зброї, а також в атомних реакторах. При цьому його концентрація в природному урані становить лише 0,72%, тому дуже важливим є питання розділення ізотопів.

Ядерний магнітний резонанс

У медицині, на використанні явища ядерного магнітного резонансу побудовані кілька важливих діагностичних технік, таких як ЯМР-спектроскопія і магнітно-резонансна томографія. Проте, ядерний магнітний резонанс виникає за рахунок магнітних властивостей ядра, а тому такі методики працюють лише для ядер, що мають нецілий спін. Таким чином, лише ізотопи з непарним числом нуклонів можуть використовуватися для цього.

Див. також

Примітки

  1. Elements and Atoms: Chapter 20 [ 23 грудня 2016 у Wayback Machine.](англ.)
  2. Mass spectra and isotopes [ 9 серпня 2017 у Wayback Machine.](англ.)
  3. All Nobel Prizes in Chemistry [ 5 грудня 2015 у Wayback Machine.](англ.)
  4. . Архів оригіналу за 18 грудня 2016. Процитовано 24 грудня 2016. 
  5. . Архів оригіналу за 23 грудня 2016. Процитовано 25 грудня 2016. 
  6. Chart of Nuclides [ 10 жовтня 2018 у Wayback Machine.](англ.)
  7. ИЗОТОПОВ РАЗДЕЛЕНИЕ [ 24 грудня 2016 у Wayback Machine.](рос.)
  8. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ [ 25 грудня 2016 у Wayback Machine.](рос.)
  9. Изотопы в климатологических исследованиях [ 6 червня 2015 у Wayback Machine.](рос.)
  10. FAQ: Ядерный магнитный резонанс [ 25 грудня 2016 у Wayback Machine.](рос.)

Джерела

Посилання

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Izoto pi nuklidi odnogo i togo samogo himichnogo elementu yaki mayut riznu kilkist nejtroniv a otzhe rizne masove chislo i riznu atomnu masu Rozpodil izotopiv Po gorizontali kilkist protoniv zaryad yadra Po vertikali kilkist nejtroniv Kolir stabilnist izotopu trivalist napivrozpadu Zmist 1 Zagalnij opis 2 Istoriya 3 Stabilnist 4 Rozdilennya izotopiv 5 Vikoristannya izotopiv 5 1 Radioizotopne datuvannya 5 2 Micheni atomi 5 3 Vikoristannya v klimatichnih doslidzhennyah 5 4 Yaderna energetika i zbroya 5 5 Yadernij magnitnij rezonans 6 Div takozh 7 Primitki 8 Dzherela 9 PosilannyaZagalnij opis RedaguvatiIzotopi poznachayut timi samimi simvolami sho j himichnij element dodayuchi zverhu z livogo boku simvolu masove chislo napriklad izotopi hloru poznachayut 35Cl i 37Cl abo masove chislo podayut pislya nazvi chi simvolu elementu napriklad uran 233 chi Pu 239 Izotopi odnogo himichnogo elementa mayut odnakovij zaryad atomnogo yadra tobto odin poryadkovij nomer i zajmayut te zh same misce v periodichnij sistemi mayut odnakovu kilkist protoniv v yadri atoma ale vidriznyayutsya odin vid odnogo kilkistyu nejtroniv Tak v atomnomu yadri izotopu hloru 35Cl mistitsya 17 protoniv oskilki poryadkovij nomer hloru 17 i 18 nejtroniv 35 17 18 a v yadri izotopu hloru 37Cl 17 protoniv i 20 nejtroniv 37 17 20 Deyaki himichni elementi mayut neveliku kilkist stabilnih izotopiv Tak dlya kisnyu vidomo tri stabilni izotopi 16O yadro skladayetsya z 8 protoniv i 8 nejtroniv 17O yadro skladayetsya z 8 protoniv i 9 nejtroniv i 18O yadro skladayetsya z 8 protoniv i 10 nejtroniv Dlya vodnyu vidomo tezh tri izotopi 1H yadro skladayetsya lishe z odnogo protona 2H yadro skladayetsya z odnogo protona i odnogo nejtrona 3H yadro skladayetsya z odnogo protona i dvoh nejtroniv Deyaki zh himichni elementi skladayutsya z dosit velikoyi kilkosti izotopiv Napriklad ksenon maye 9 izotopiv u prirodnij sumishi olovo 10 i t d dlya cih elementiv takozh vidomi desyatki shtuchnih radioaktivnih izotopiv Perevazhna bilshist izotopiv ne maye specialnih nazv ale dlya izotopiv deyakih elementiv zokrema dlya izotopiv vodnyu isnuyut specialni nazvi i navit specialni simvoli Tak izotop vodnyu 1H nazivayut protij izotop 2H dejterij i poznachayut simvolom D a izotop 3N tritij simvol T Deyaki izotopi v prirodi dosit poshireni yak napriklad izotop kisnyu 16O ta izotop vodnyu 1N a inshi izotopi zustrichayutsya v duzhe mizernih kilkostyah yak izotopi kisnyu 17O i 18O i izotopi vodnyu 2H i 3H Za himichnimi vlastivostyami vsi izotopi okremogo elementu duzhe blizki tomu znachnoyi riznici mizh nimi u himichnih reakciyah ne sposterigayetsya Vinyatok stanovlyat lishe izotopi vodnyu yaki za svoyimi vlastivostyami pomitno vidriznyayutsya odin vid odnogo Atomna masa izotopu virazhena u vuglecevih odinicyah i ne ye cilim chislom dlya vsih elementiv okrim S 12 na vidminu vid masovogo chisla yake ye zavzhdi cilim chislom rivnim sumi protoniv ta nejtroniv Istoriya Redaguvati Diagrama sho pokazuye rizni tipi radioaktivnogo rozpadu Gorizontalna vis atomnij nomer vertikalna kilkist nejtroniv Fotoplastinka Dzh Tompsona u nizhnomu pravomu kuti yakoyi vidno poznachennya dvoh izotopiv neonu 20 i 22 Do 20 stolittya zagalnoprijnyatoyu bula dumka sho atomna masa elementu ye jogo postijnoyu i nezminnoyu harakteristikoyu Prote z vidkrittyam naprikinci 19 stolittya radioaktivnih rechovin ce uyavlennya pochalo zminyuvatisya Pid chas radioaktivnogo rozpadu utvoryuvalisya elementi sho cherez yih riznu atomnu masu vvazhali riznimi i davali yim okremi nazvi U 1910 roci Frederik Soddi pokazav sho mezotorij todishnya nazva radiyu 228 radij radij 226 dovgozhivuchij izotop sho zustrichayetsya v prirodi i torij X radij 224 himichno nerozdilni A v 1913 roci vin zhe pokazav sho pid chas rozpadiv radioaktivnih rechovin na promizhku vid uranu do svincyu utvoryuyetsya blizko 40 radioelementiv z riznoyu masoyu todi yak u tablici Mendelyeyeva mizh cimi elementami mozhe rozmishuvatis ne bilsh yak 11 inshih Togo samogo roku Soddi j Kazimir Fayans zaproponuvali zakon radioaktivnih zmishen zgidno z yakim alfa rozpad zmishuye element u tablici na dvi poziciyi vlivo zmenshuyuchi jogo masu na 4 todi yak beta rozpad na odnu poziciyu vpravo zalishayuchi masu nezminnoyu Takim chinom alfa rozpad sho suprovodzhuyetsya dvoma beta rozpadami porodzhuye element sho ne vidriznyayetsya vid materinskogo himichno prote maye menshu atomnu masu Sam termin izotop sho z greckoyi mozhna pereklasti yak v tomu samomu misci Soddi pidkazala shotlandskij fizik Margaret Todd pid chas besidi u yakij toj podilivsya z neyu svoyimi ideyami 1 Piznishe buli vidkrito sho deyaki neradioaktivni elementi ye sumishshyu kilkoh stabilnih izotopiv Pershim elementom dlya yakogo buli vidkriti taki izotopi buv neon u 1913 roci Dzhozef Tompson pokazav sho u prirodnomu neoni prisutni dvi frakciyi z atomnimi masami 20 i 22 Z rozvitkom mas spektrometriyi viyavlyati taki izotopi stalo prostishe U 1919 roci Frensis Aston vidkriv veliku kilkist elementiv sho mayut kilka stabilnih izotopiv Krim togo Aston pokazav sho usi izotopi mayut atomni masi proporcijni do atomnoyi masi vodnyu a elementi atomna masa yakih vidhilyayetsya vid cogo pravila ye sumishami izotopiv Napriklad hlor u prirodi isnuye u viglyadi dvoh izotopiv z masami 35 i 37 a jogo atomna masa sho vvazhalasya rivnoyu 35 45 naspravdi ye serednim zvazhenim mas cih izotopiv vidpovidno do yih chastok u prirodnomu hlori 2 I Frederik Soddi i Frensis Aston za svoyi roboti z vidkrittya i doslidzhennya izotopiv otrimali nobelivski premiyi z himiyi u 1921 i 1922 roci vidpovidno 3 U 1932 roci buv vidkritij nejtron i zgodom stalo zrozumilo sho same rizna kilkist nejtroniv u yadri vidriznyaye izotopi odin vid odnogo U 1934 roci Frederik ta Iren Zholio Kyuri viyavili sho pri bombarduvanni legkih elementiv alfa chastinkami utvoryuyutsya korotkozhivuchi izotopi deyakih legkih elementiv a rozpad takih izotopiv ide po nevidomomu ranishe kanalu b i suprovodzhuyetsya emisiyeyu pozitroniv 4 V toj zhe chas Enriko Fermi pokazav sho oprominennya stabilnih elementiv nejtronami prizvodit do yih zahoplennya yadrami i utvorennya novih izotopiv cih zhe elementiv Usi ci yavisha otrimali nazvu shtuchna radioaktivnist Za dopomogoyu takih metodiv fiziki otrimali mozhlivist stvoryuvati veliku kilkist nestabilnih izotopiv Stabilnist RedaguvatiBilshist vidomih izotopiv nestabilni shodo radioaktivnogo rozpadu Harakteristikami nestabilnih izotopiv ye period napivrozpadu ta kanal rozpadu Osnovnimi kanalami rozpadu ye beta radioaktivnist ta alfa radioaktivnist Pri beta rozpadi yadro izotopu viprominyuye elektron abo pozitron i vidpovidno abo zbilshuye abo zmenshuye svij atomnij nomer Pri alfa rozpadi yadro izotopu viprominyuye alfa chastinku i vidpovidno jogo atomnij nomer zmenshuyetsya na dvijku a masove chislo na 4 Deyaki izotopi napriklad 235U mozhut dilitisya Period napivrozpadu nestabilnih izotopiv mozhe buti duzhe riznim vid 1 10 24 c do znachen sho perevishuyut vik Vsesvitu V ostannomu vipadku slabku radioaktivnist mozhna zareyestruvati tochnimi vimiryuvannyami odnak izotop mozhna vvazhati praktichno stabilnim V navkolishnij prirodi zustrichayutsya zdebilshogo stabilni izotopi himichnih elementiv oskilki nestabilni vreshti resht rozpadayutsya Odnak voni takozh i utvoryuyutsya vnaslidok yadernih reakcij Zagalom isnuye 254 stabilnih izotopi sho nalezhat 81 elementu pri tomu sho zagalom vidomo 3339 riznih izotopiv 5 Z cih izotopiv teoretichno lishe 90 ye povnistyu stabilnimi a reshta prosto maye duzhe dovgi periodi napivrozpadu prote na praktici yih rozpad ne sposterigavsya Rozpodil elementiv za kilkistyu stabilnih izotopiv takij 6 10 stabilnih izotopiv 1 element olovo 8 stabilnih izotopiv 1 element ksenon 7 stabilnih izotopiv u chotiroh elementiv 6 stabilnih izotopiv mayut visim elementiv 5 stabilnih izotopiv mayut desyat elementiv 4 stabilnih izotopi ye u dev yati elementiv tri stabilni izotopi ye u p yati elementiv 16 elementiv mayut dva stabilni izotopi rahuyuchi metastabilnij zbudzhenij stan tantalu 180m 26 elementiv predstavleni lishe odnim nuklidomRozdilennya izotopiv RedaguvatiDiv takozh Rozdilennya izotopiv ta Odinicya roboti rozdilennya U bagatoh galuzyah vikoristovuyutsya rechovini zi zmishenim izotopnim skladom V pershu chergu ce stosuyetsya uranu radioaktivnij nuklid yakogo z atomnoyu masoyu 235 ye vkraj vzhivanim u virobnictvi zbroyi yadernij energetici tosho Zagalom problema rozdilennya izotopiv ye vkraj skladnoyu cherez te sho himichno voni praktichno ekvivalentni Isnuye dvi velikih grupi metodiv rozdilennya izotopiv absolyutni metodi yaki dozvolyayut vidiliti izotopi v chistomu viglyadi a takozh metodi sho lishe zbilshuyut koncentraciyu deyakogo nuklidu Do absolyutnih metodiv vidnosyat Elektromagnitne rozdilennya sumish izotopiv viparovuyut i ionizuyut priskoryuyut elektrichnim polem pislya chogo zapuskayut v kameru z magnitnim polem perpendikulyarnim napryamku ruhu ioniv Takim chinom vidhilennya okremih atomiv u poli ye proporcijnim vidnoshennyu m z yake ye riznim dlya riznih izotopiv i sumish rozdilyayetsya na okremi puchki izotopiv sho vlovlyuyutsya i vidokremlyuyutsya Lazerne rozdilennya sho pracyuye zavdyaki tomu sho molekuli sho mistyat rizni izotopi zbudzhuyutsya pid diyeyu svitla riznoyi chastoti Potim zbudzheni molekuli vidokremlyuyutsya elektrichnim polem chi bud yakim inshim sposobom Prote hocha absolyutne rozdilennya zdayetsya bilsh efektivnim cherez veliku vartist v promislovih masshtabah vono vikoristovuyetsya porivnyano ridshe Natomist zastosovuyetsya velika kilkist metodiv sho nenabagato zmishuye proporciyi izotopiv u zrazku Dlya togo shob otrimati porivnyano chistij izotop ci metodi treba zastosovuvati bagato raziv Shob ociniti efektivnist rozdilennya vikoristovuyetsya pokaznik sho nazivayetsya koeficiyent separaciyi sho rozrahovuyetsya yak a N 1 1 N 1 N 2 1 N 2 displaystyle alpha frac frac N 1 1 N 1 frac N 2 1 N 2 de N1 i N2 koncentraciyi izotopu sho vidilyayetsya u zbagachenij i u zbidnenij frakciyi Sered metodiv takogo tipu mozhna vidmititi taki 7 Gazova difuziya shvidkosti molekul legkih izotopiv bilshi nizh vazhkih tomu pri propuskanni cherez membranu gazu sho skladayetsya z sumishi izotopiv legki izotopi prohodyat shvidshe Termodifuziya pri isnuvanni gradiyentu temperaturi u ridini chi gazi atomi legkih izotopiv chastishe opinyayutsya u bilsh teplih miscyah tomu u cih zonah yih koncentraciya pidvishuyetsya Distilyaciya pri perevedenni rechovini u stan rivnovagi mizh ridinoyu i paroyu legkij izotop koncentruyetsya v pari Gazovi centrifugi pri rozkruchenni gazovoyi sumishi izotopiv u centrifuzi legki izotopi koncentruyutsya bilya osi Izotopnij obmin pri kontakti dvoh riznih spoluk rozdilyuvanogo elementu sho perebuvayut u riznih fazah rizni izotopi koncentruyutsya v riznih frakciyah Elektromigraciya ioniv pri prikladenni elektrichnogo polya do rozplavu abo rozchinu ioni riznih izotopiv ruhayutsya z riznoyu shvidkistyu V najkrashih z cih metodiv koeficiyenti rozdilennya ne perevishuyut vidsotka tomu dlya efektivnogo zbagachennya potribno povtoryuvati proces sotni abo tisyachi raziv 8 Vikoristannya izotopiv RedaguvatiRadioizotopne datuvannya Redaguvati Dokladnishe Radioizotopne datuvannyaOskilki rizni izotopi mayut riznij period napivrozpadu to znayuchi vihidnu koncentraciyu izotopiv u rechovini zamiryavshi yiyi piznishe mozhna diznatisya vik zrazka Najbilsh vidomim prikladom takogo vikoristannya ye radiovuglecevij metod vuglec 14 t zv radiovuglec postijno utvoryuyetsya v atmosferi pid chas reakciyi yader azotu z kosmichnimi promenyami i rozpadayetsya z periodom napivrozpadu 5370 rokiv Ci protilezhni procesi kompensuyut odin odnogo tomu koncentraciya cogo izotopu v atmosferi ye postijnoyu blizko 1 atomu 14S na 1012 atomiv stabilnogo vuglecyu Dopoki deyakij organizm zhive vin postijno obminyuyetsya vuglecem z navkolishnim seredovishem tomu ta sama koncentraciya vstanovlyuyetsya i v nomu Koli organizm pomiraye i procesi obminu rechovin u nomu pripinyayutsya dolya vuglecyu 14 u nomu pochinaye zmenshuvatisya Takim chinom vimiryavshi pitomu aktivnist 14S v vuglecyu vidilenomu z zalishkiv togo chi inshogo organizmu mozhna dovoli tochno viznachiti koli same zhiv cej organizm Zruchnist cogo metodu polyagaye v tomu sho vuglec vhodit do skladu praktichno vsih organizmiv tomu takij metod ye dovoli universalnim Z inshogo boku cherez vidnosno korotkij period napivrozpadu radiovuglecevij metod mozhe vikoristovuvatisya lishe dlya datuvannya viku organizmiv sho ne starishi za 60 000 rokiv Dlya mineraliv zastosovuyut kalij argonovij ta uran svincevij metodi sho dozvolyayut datuvati bilshi chasovi intervali Micheni atomi Redaguvati Dokladnishe Micheni atomiCherez himichnu nerozdilnist radioaktivni izotopi mozhut vikoristovuvatisya organizmom abo brati uchast u himichnih reakciyah tak samo yak i zvichajni Ce dozvolyaye duzhe tochno sposterigati za shlyahami metabolizmu togo chi inshogo elementu abo rechovini deyaki atomi yakoyi zamineni u organizmi Cya metodika ye shiroko vzhivanoyu v biologiyi medicini i tehnici Vikoristannya v klimatichnih doslidzhennyah Redaguvati Prirodnij kisen predstavlenij troma stabilnimi izotopami kisen 16 kisen 17 i kisen 18 Nezvazhayuchi na himichnu podibnist izotopi trohi po riznomu berut uchast u takih procesah yak viparovuvannya i kondensaciya tomu koncentraciya kisnyu 18 u okeani zalezhit vid klimatu planeti a same vid rozmiru lodovikiv Cej fakt vikoristovuyut dlya togo shob diznatisya klimatichni umovi v dalekomu minulomu doslidzhuyuchi lodyani kerni z polyarnih lodovikiv abo viznachayuchi koncentraciyu cih izotopiv u mushlyah skam yanilostej 9 Yaderna energetika i zbroya Redaguvati Dokladnishe Yaderna energetika Dokladnishe Yaderna zbroyaNa vidminu vid uranu 238 v urani 235 mozhliva samopidtrimuvana lancyugova reakciya Ce najbilsh rozpovsyudzhenij u prirodi izotop sho maye taki vlastivosti cherez sho same vin vikoristovuyetsya pri virobnictvi yadernoyi zbroyi a takozh v atomnih reaktorah Pri comu jogo koncentraciya v prirodnomu urani stanovit lishe 0 72 tomu duzhe vazhlivim ye pitannya rozdilennya izotopiv Yadernij magnitnij rezonans Redaguvati Dokladnishe Yadernij magnitnij rezonansU medicini na vikoristanni yavisha yadernogo magnitnogo rezonansu pobudovani kilka vazhlivih diagnostichnih tehnik takih yak YaMR spektroskopiya i magnitno rezonansna tomografiya Prote yadernij magnitnij rezonans vinikaye za rahunok magnitnih vlastivostej yadra a tomu taki metodiki pracyuyut lishe dlya yader sho mayut necilij spin Takim chinom lishe izotopi z neparnim chislom nukloniv mozhut vikoristovuvatisya dlya cogo 10 Div takozh RedaguvatiTablicya izotopiv Izotopnij efekt Izotopnij trejser Radioaktivni ryadiPrimitki Redaguvati Elements and Atoms Chapter 20 Arhivovano 23 grudnya 2016 u Wayback Machine angl Mass spectra and isotopes Arhivovano 9 serpnya 2017 u Wayback Machine angl All Nobel Prizes in Chemistry Arhivovano 5 grudnya 2015 u Wayback Machine angl Shtuchna radioaktivnist Arhiv originalu za 18 grudnya 2016 Procitovano 24 grudnya 2016 National Nuclear Data Center Arhiv originalu za 23 grudnya 2016 Procitovano 25 grudnya 2016 Chart of Nuclides Arhivovano 10 zhovtnya 2018 u Wayback Machine angl IZOTOPOV RAZDELENIE Arhivovano 24 grudnya 2016 u Wayback Machine ros MOLEKULYaRNO KINETIChESKIE METODY Arhivovano 25 grudnya 2016 u Wayback Machine ros Izotopy v klimatologicheskih issledovaniyah Arhivovano 6 chervnya 2015 u Wayback Machine ros FAQ Yadernyj magnitnyj rezonans Arhivovano 25 grudnya 2016 u Wayback Machine ros Dzherela RedaguvatiDerkach F A Himiya posibnik dlya vstup do vuziv F A Derkach L Vidavnictvo Lvivskogo universitetu 1968 312 s Glosarij terminiv z himiyi uklad J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Don Veber 2008 738 s ISBN 978 966 335 206 0 Posilannya RedaguvatiIzotopi Arhivovano 3 veresnya 2017 u Wayback Machine ESU A M Brizicka Izotopi Farmacevtichna enciklopediya Arhivovano 3 zhovtnya 2016 u Wayback Machine M D Korniyenko Izotopi Ukrayinska radyanska enciklopediya Arhivovano 18 zhovtnya 2016 u Wayback Machine M D Korniyenko Radioaktivni zotopi Ukrayinska radyanska enciklopediya Arhivovano 18 zhovtnya 2016 u Wayback Machine angl Nuclides Arhivovano 16 lipnya 2015 u Wayback Machine tablicya izotopiv ros Himichna enciklopediya onlajn Arhivovano 18 lipnya 2010 u Wayback Machine Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Izotopi amp oldid 39467027