عدد جرمی و ایزوتوپ ها

عدد جرمی 

عدد جرمی عددی صحیح می باشد که مجموع تعداد پروتون ها و نوترون های هسته یک اتم را مشخص می کند. به عبارتی دیگر عدد جرمی عبارت است از تعداد نوکلئون های هسته اتم. عدد جرمی اتم های عناصر با یکدیگر متفاوت می باشد. اختلاف میان عدد جرمی و عدد اتمی برابر است با تعداد نوترون های آن هسته. خواص شیمیایی و فیزیکی عناصر توسط عدد اتمی و عدد جرمی مشخص می شود. تمام اتم های یک عنصر دارای عدد اتمی یکسان می باشند که اینعدد اتمی، ماهیت شیمیایی عنصر را مشخص می کند. اما ممکن است اتم های یک عنصر عدد جرمی متفاوتی داشته باشند که در این حالت به آن ایزوتوب آن عنصر می گویند. علت تفاوت عدد جرمی در اتم های یک عنصر ، تغییر تعداد نوترون های آن می باشد. پس عدد جرمی اتم های یک عنصر می تواند در خواص فیزیکی عنصر مانند : چگالی، جرم و ... تغییر ایجاد کند. 
در نماد گذاری عدد جرمی را با A سمت راست و در بالا و عدد اتمی را با Z سمت راست ، پایین نماد عنصر می نویسند . 
عدد جرمی بیشتر در واکنش های هسته ای مورد تحلیل قرار می گیرد ، زیرا عناصری وجود دارند که در برخی از ایزوتوپ هایشان پایدار و در برخی دیگر فعالیت رادیواکتیو از خود نشان می دهند. مثلا هیدروژن دارای سه ایزوتوپ ( عدد جرمی 1،2و3)می باشد که در دو ایزوتوپ 1 و2 ( پریتیم و دوتریم ) دارای هسته پایداری می باشد ، اما ایزوتوپ تریتیم ( ایزوتوپ3) دارای هسته ناپایداری می باشد.

برای مشاهده ی ادامه ی متن روی ادامه ی مطلب کلیک کنید

ایزوتوپ ها

در طبیعت ایزوتوپ های فراوانی از عناصر مختلف وجود دارند . امروزه با پیشرفت علم هسته ای ، در آزمایشگاه ها توانسته اند ایزوتوپ های جدیدی از عناصر مختلف تولید کنند بطوری برخی از آن ها در طبیعت وجود دارند. 

ایزوتوپ‌ها) از یونانی Ισότοπο، =هم‌جا(، اتمهای یک نوع عنصر هستند که عدد اتمی (Z) یکسان و عدد جرمی (A) متفاوتی دارند. عدد اتمی بیانگر تعداد پروتونهای هسته اتم است. بنابراین ایزوتوپ‌های یک عنصر، تعداد پروتون‌های مساوی دارند. اختلاف در جرم اتمی ایزوتوپ‌ها از اختلاف تعدادنوترونهای موجود در هسته آنها ناشی می‌شود.

برای نشان دادن ایزوتوپ‌های یک عنصر، ابتدا نام آن عنصر، سپس یک خط فاصله (-) و در آخر جرم اتمی آن ایزوتوپ نوشته می‌شود. مثلاً هیدروژن دارای سه ایزوتوپ هیدروژن-1 (پروتیوم)، هیدروژن-2 (دوتریوم) و هیدروژن-3 (تریتیوم) است که هسته آنها به ترتیب حاوی 0، 1 و 2 نوترون است. یا ایزوتوپاورانیوم ۲۳۵را به صورت U-235 نمایش می‌دهند. روش دیگر، نوشتن جرم اتمی ایزوتوپ در قسمت بالا و سمت چپ نماد شیمیایی عنصر است مانند²³⁵U که برای نمایش همان ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ است.

از آنجا که ایزوتوپ‌های یک عنصر ساختار الکترونی مشابهی دارند، بنابراین ویژگی‌های شیمیایی آنها نیز یکسان است، اما ویژگی‌های هسته‌ای آنها متفاوت است. اگر نسبت تعداد نوترون‌های موجود در یک ایزوتوپ به پروتون‌های آن خیلی کم یا خیلی زیاد باشد، هسته تمایل به متلاشی شدن پیدا می‌کند.

در فارسی واژه‌های «همجا» و «هم‌مکان» در برابر واژه ایزوتوپ پیشنهاد شده است.

ایزوتوپ پایدار) به انگلیسی: (Stable isotope ایزوتوپهای شیمیایی غیر رادیواکتیو هستند. با این تعریف ۲۵۶ ایزوتوپ شناخته شده از ۸۰ عنصر که یک یا چند هسته پایدار دارند وجود دارد. از این ۸۰ عنصر ۲۶ تای آن‌ها فقط یک ایزوتایپ پایدار دارند که به آن‌ها مونوایزوتوپ می‌گویند و بقیه بیش از یک ایزوتوپ دارند. قلع ۱۰ ایزوتوپ دارد. ایزوتوپ‌های مختلف از یک عنصر یکسان خصوصیات شیمیایی تقزیبا یکسانی دارند. بنابراین رفتارهای زیستی یکسانی خواهند داشت.

محقق : کیارش شادمند سال دوم ریاضی دبیرستان شهید رجایی ١