المحتوى
يحتوي كل عنصر في الجدول الدوري على عدد فريد من البروتونات ذات الشحن الإيجابي في نواته ، لكن عدد النيوترونات ، التي ليس لها أي شحنة ، يمكن أن يتغير. ذرات عنصر بأعداد مختلفة من النيوترونات هي نظائر لذلك العنصر. تحتوي جميع العناصر باستثناء 20 عنصرًا على أكثر من نظير يحدث بشكل طبيعي ، وبعض العناصر لها نظير. القصدير (Sn) ، مع 10 نظائر طبيعية ، هو الفائز في هذه الفئة. للنيوترونات نفس كتلة البروتونات ، لذلك فإن النظائر المختلفة لها كتل ذرية مختلفة ، والوزن الذري لعنصر مدرج في الجدول الدوري هو متوسط كل نظير مضروب بوفرة.
الوزن الذري = ∑ (الكتلة الذرية × الوفرة النسبية)
من الممكن حساب الوفرة الكسرية رياضياً للعناصر ذات نظيرتين بناءً على الكتل الذرية للنظائر ، لكنك تحتاج إلى تقنيات معملية للعناصر ذات أكثر من اثنين.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
إذا كان العنصر يحتوي على نظريْن ، فيمكنك العثور على وفوراته الكسرية باستخدام الرياضيات. خلاف ذلك ، تحتاج إلى مطياف الكتلة.
حساب الوفرة النسبية لنظيرين
النظر في عنصر مع اثنين من نظائر الجماهير م1 و م2. يجب إضافة وفرة الكسور إلى يساوي 1 ، لذلك إذا كانت وفرة الأولى هي x ، فإن وفرة الثانية هي 1 - x. هذا يعنى
الوزن الذري = م1س + م2(1 - س).
تبسيط وحل x:
س = (الوزن الذري - م2) ÷ (م1 - م2)
الكمية x هي الوفرة الكسرية للنظير مع الكتلة m1.
حساب العينة
يحتوي الكلور على نظيرين طبيعيين: 35Cl ، مع كتلة 34.9689 amu (وحدات الكتلة الذرية) و 37Cl ، مع كتلة 36.9659 amu. إذا كان الوزن الذري للكلور هو 35.46 amu ، فما هي الوفرة الكسرية لكل نظير؟
دع x يكون الوفرة الكسرية لـ 35البنود. وفقا للمعادلة أعلاه ، إذا تركنا كتلة 35Cl يكون م1 وهذا من 37Cl يكون م2، نحن نحصل:
x = (35.46 - 36.9659) ÷ (34.9689 - 36.9659) = 0.5911 / 1.997 = -1.5059 / -1.997 = 0.756
وفرة كسور 35Cl هو 0.756 و أن 37Cl هو 0.244.
أكثر من اثنين من النظائر
يحدد العلماء الوفرة النسبية للعناصر التي تحتوي على أكثر من نظيرين في المختبر باستخدام تقنية تسمى مطياف الكتلة. أنها تبخر عينة تحتوي على العنصر وقصفها مع الإلكترونات ذات الطاقة العالية. هذا يشحن الجزيئات ، التي يتم توجيهها من خلال مجال مغناطيسي ينحرف عنها. الحصول على انحراف النظائر أثقل من تلك أخف وزنا. يقوم مقياس الطيف بقياس نسبة الكتلة إلى الشحن لكل نظير يكتشفه بالإضافة إلى قياس عدد كل منها وعرضها كسلسلة من الخطوط ، تسمى الطيف. الطيف يشبه الرسم البياني الشريطي الذي يرسم نسبة الكتلة إلى الشحن مقابل الوفرة النسبية.