Разница между изотопами и изобарами

2024 Автор: Alex Aldridge | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-17 13:48

Изотопы против изобаров

Атомы - это маленькие строительные блоки всех существующих веществ. Существуют различия между различными атомами. Кроме того, в одних и тех же элементах есть вариации. Изотопы являются примерами различий внутри одного элемента. Изобары - это разные элементы, имеющие сходство.

Изотопы

Атомы одного и того же элемента могут быть разными. Эти разные атомы одного и того же элемента называются изотопами. Они отличаются друг от друга тем, что имеют разное количество нейтронов. Так как число нейтронов разное, то и массовое их число разное. Однако изотопы одного и того же элемента имеют одинаковое количество протонов и нейтронов. Различные изотопы присутствуют в различных количествах, и это дается в виде процентного значения, называемого относительным содержанием. Например, водород имеет три изотопа: протий, дейтерий и тритий. Их число нейтронов и относительное содержание следующие.

^{1H – нейтронов нет, относительное содержание 99,985%}

^{2H- один нейтрон, относительное содержание 0,015%}

^{3H- два нейтрона, относительное содержание 0%}

Количество нейтронов, которое может содержать ядро, различается от элемента к элементу. Среди этих изотопов только некоторые стабильны. Например, кислород имеет три стабильных изотопа, а олово - десять стабильных изотопа. В большинстве случаев простые элементы имеют то же число нейтронов, что и протоны, но в тяжелых элементах нейтронов больше, чем протонов. Количество нейтронов важно для баланса стабильности ядер. Когда ядра слишком тяжелые, они становятся нестабильными и, следовательно, эти изотопы становятся радиоактивными. Например, ^{238 U испускает излучение и распадается на гораздо более мелкие ядра. Изотопы могут иметь разные свойства из-за разной массы. Например, они могут иметь разные спины, поэтому их спектры ЯМР различаются. Однако их число электронов одинаково, что приводит к сходному химическому поведению.}

Масс-спектрометр можно использовать для получения информации об изотопах. Он дает количество изотопов, которыми обладает элемент, их относительное содержание и массы.

Изобары

Изобары - это атомы разных элементов с одинаковым массовым числом, но с разными атомными номерами. Другими словами, у них разное количество протонов. Например, ⁴⁰S, ⁴⁰Cl, ⁴⁰Ar, ^{40 K и} 40^{Ca имеют такое же массовое число, что и 40. Однако, как известно, атомный номер серы равен 16, хлора – 17, аргона – 18, калия – 19 и кальций – 20. Массовое число – это общее количество протонов и нейтронов в атоме. Поскольку указанные выше атомы имеют разное количество протонов, для получения одинакового массового числа у них должны быть разные нейтроны. Например, сера должна иметь 24 нейтрона, а хлор - 23 нейтрона. Массовое число также известно как нуклоны. Следовательно, мы можем определить изобары как атомы разных элементов с одними и теми же нуклонами.}

В чем разница между изотопами и изобарами?

• Изотопы - это разные атомы одного и того же элемента, тогда как изобары - это атомы разных элементов.

• Изотопы имеют одинаковое количество протонов, но отличаются количеством нейтронов, а изобары отличаются количеством протонов и нейтронов.

• Изотопы имеют разные массовые числа, тогда как изобары имеют одинаковое массовое число.