النظائر

النظائر

حول الذرات والعناصر

تعلمنا في ذرات و عناصر أقسام أن لكل عنصر ذرة فريدة خاصة به تتكون من عدد محدد من البروتونات. يحدد عدد البروتونات العدد الذري للعنصر. تحتوي كل ذرة أيضًا على نفس عدد الإلكترونات مثل البروتونات.

ما هو النظير؟

النظائر هي ذرات تحتوي على نفس عدد البروتونات والإلكترونات ، ولكن لها عدد مختلف من النيوترونات. إن تغيير عدد النيوترونات في الذرة لا يغير العنصر. تسمى ذرات العناصر ذات الأعداد المختلفة من النيوترونات 'نظائر' هذا العنصر.

النظائر الثلاثة للهيدروجين
تسمية النظائر

بما أن النيوترونات ليس لها شحنة كهربائية ، فإن تغيير عدد النيوترونات لا يؤثر على كيمياء العنصر. ومع ذلك ، فإنه يغير كتلة العنصر. يتم التعرف على النظائر من خلال كتلتها ، وهي العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات.

هناك طريقتان يتم كتابة النظائر بشكل عام. كلاهما يستخدم كتلة الذرة حيث الكتلة = (عدد البروتونات) + (عدد النيوترونات) . الطريقة الأولى هي وضع الكتلة في شكل مرتفع قبل رمز العنصر:
  • 4هو
  • 14ج
  • 235يو
الطريقة الأخرى هي كتابة العنصر وكتابة الكتلة بعد شرطة بجوار اسم العنصر:
  • الهليوم -4
  • الكربون 14
  • اليورانيوم 238
هيدروجين

هيدروجين هو العنصر الوحيد حيث يتم إعطاء النظائر أسماء محددة. يسمى الهيدروجين الشائع ، الذي لا يحتوي على نيوترونات ، بالبروتيوم. الهيدروجين مع نيوترون واحد يسمى الديوتيريوم والهيدروجين مع نيوترونين يسمى التريتيوم. انظر الى الصورة في اعلى الصفحة.

كم عدد النظائر التي يمكن أن يمتلكها عنصر؟

جميع العناصر لها عدد من النظائر. يحتوي الهيدروجين على أقل عدد من النظائر بثلاثة فقط. العناصر التي تحتوي على معظم النظائر هي السيزيوم والزينون مع 36 نظيرًا معروفًا.

النظائر المستقرة وغير المستقرة

بعض النظائر مستقرة وبعضها غير مستقر. عندما يكون النظير غير مستقر فإنه يتحلل بمرور الوقت ويتحول في النهاية إلى نظير أو عنصر آخر. تعتبر النظائر غير المستقرة المشعة . تتكون معظم العناصر الموجودة في الطبيعة من نظائر مستقرة. العنصر الذي يحتوي على أكثر النظائر استقرارًا هو القصدير الذي يحتوي على عشرة نظائر مستقرة مختلفة.

حقائق مثيرة للاهتمام حول النظائر
  • توجد العديد من العناصر فقط في شكل غير مستقر أو مشع.
  • جميع العناصر غير الطبيعية أو من صنع الإنسان هي نظائر مشعة.
  • تميل النظائر الأثقل إلى التفاعل بشكل أبطأ من النظائر الأخف من نفس العنصر.
  • يمكن للديوتيريوم (نظير الهيدروجين مع نيوترون واحد) تكوين الماء بالأكسجين. وهذا يسمى 'الماء الثقيل' حيث يحتوي الديوتيريوم على ضعف كتلة الهيدروجين العادي (البروتيوم).
  • يوجد 254 نظيرًا مستقرًا معروفًا و 80 عنصرًا لها نظير ثابت واحد على الأقل.
  • ستة وعشرون عنصرًا لها نظير ثابت واحد فقط. تسمى هذه العناصر أحادية النظير.