Како пронаћи фракцијско обиље изотопа

Садржај

• ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
• Израчунавање релативног обиља два изотопа
• Прорачун узорка
• Више од два изотопа

Сваки елемент у периодичној табели има јединствени број позитивно набијених протона у свом језгру, али број неутрона, који немају набоја, може варирати. Атоми елемента са различитим бројем неутрона су изотопи тог елемента. Сви елементи осим 20 садрже више изотопа који се јављају у природи, а неки елементи имају много. Тин (Сн), са 10 природних изотопа, победник је у овој категорији. Неутрони имају исту масу као протони, па различити изотопи имају различиту атомску масу, а атомска тежина елемента наведена у периодичној табели је просек сваког изотопа помножено са његовим обиљем.

Атомска тежина = ∑ (атомска маса к релативно обиље)

Могуће је математички израчунати фракцијско обиље за елементе са два изотопа на основу атомске масе изотопа, али потребне су вам лабораторијске технике за елементе са више од два.

ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)

Ако елемент има два изотопа, помоћу математике можете пронаћи њихова фракцијска обиље. У супротном, потребан вам је масени спектрометар.

Израчунавање релативног обиља два изотопа

Размотримо елемент са два изотопа масе м₁ и М₂. Њихова фракцијска изобиља мора бити једнака 1, па ако је број првог к, обиље другог је 1 - к. Ово значи

Атомска тежина = м₁к + м₂(1 - к).

Поједностављивање и решавање за к:

к = (Атомска тежина - м₂) ÷ (м₁ - м₂)

Количина к је фракцијско обиље изотопа са масом м₁.

Прорачун узорка

Хлор има два природна изотопа: ³⁵Цл, масе 34.9689 аму (атомске јединице масе) и ³⁷Цл, масе 36.9659 аму. Ако је атомска тежина хлора 35,46 аму, која су фракцијска обиљежја сваког изотопа?

Нека је к фракцијско обиље ³⁵Цл. Према горњој једначини, ако пустимо масу од ³⁵Цл м₁ и то од ³⁷Цл м₂, добијамо:

к = (35.46 - 36.9659) ÷ (34.9689 - 36.9659) = 0.5911 / 1.997 = -1.5059 / -1.997 = 0.756

Фракционо обиље ³⁵Цл је 0,756 и од ³⁷Цл је 0,244.

Више од два изотопа

Научници одређују релативно обиље елемената са више од два изотопа у лабораторији користећи технику која се зове масна спектрометрија. Испаравају узорак који садржи елемент и бомбардују га високоенергетским електронима. Ово пуни честице које су усмерене кроз магнетно поље које их одбија. Тежи изотопи ће бити одбијени више него лакши. Спектрометар мери однос масе и наелектрисања сваког изотопа који детектира, као и мерење броја сваког од њих и приказује их у низу линија, названих спектром. Спектар је попут графикона који црта однос масе и наплате према релативном обиљу.