동위 원소의 풍부한 분수를 찾는 방법

콘텐츠

• TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
• 두 동위 원소의 상대적 존재비 계산
• 샘플 계산
• 두 개 이상의 동위 원소

주기율표의 각 원소는 핵에 고유 한 양으로 대전 된 양성자가 있지만, 전하가없는 중성자의 수는 다를 수 있습니다. 다른 수의 중성자를 가진 원소의 원자는 그 원소의 동위 원소입니다. 20 개를 제외한 모든 요소에는 둘 이상의 자연 발생 동위 원소가 있으며 일부 요소에는 많은 요소가 있습니다. 10 개의 자연 동위 원소가있는 주석 (Sn)이이 범주의 승자입니다. 중성자는 양성자와 같은 질량을 가지므로, 다른 동위 원소는 다른 원자 질량을 가지며, 주기율표에 나열된 원소의 원자량은 각 동위 원소의 평균에 풍부도를 곱한 값입니다.

원자량 = ∑ (원자 질량 x 상대 존재비)

동위 원소의 원자 질량을 기준으로 두 개의 동위 원소가있는 요소의 분수 풍부도를 수학적으로 계산할 수 있지만 둘 이상의 요소에 대해서는 실험실 기술이 필요합니다.

TL; DR (너무 길고 읽지 않음)

요소에 두 개의 동위 원소가있는 경우 수학을 사용하여 분수 풍부도를 찾을 수 있습니다. 그렇지 않으면 질량 분석기가 필요합니다.

두 동위 원소의 상대적 존재비 계산

질량 m의 두 동위 원소를 가진 요소를 고려하십시오.₁ 그리고 m₂. 분수 풍부도는 1이되어야합니다. 따라서 첫 번째 풍부도가 x이면 두 번째 풍부도는 1-x입니다. 이것은 의미

원자량 = m₁x + m₂(1-x).

x의 단순화 및 해결 :

x = (원자 무게-m₂÷ ÷ (m₁ -m₂)

수량 x는 질량 m을 갖는 동위 원소의 부분 풍부도₁.

샘플 계산

염소에는 두 가지 자연 발생 동위 원소가 있습니다. ³⁵Cl, 질량 34.9689amu (원자 질량 단위) 및 ³⁷Cl, 질량은 36.9659amu이다. 염소의 원자량이 35.46amu이면 각 동위 원소의 분 수비는 얼마입니까?

x를 분수로 나타내십시오. ³⁵Cl. 위의 방정식에 따르면 ³⁵Cl은 m₁ 그리고 ³⁷Cl은 m₂우리는 다음을 얻습니다.

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

분수 풍부 ³⁵Cl은 0.756이며 ³⁷Cl은 0.244이다.

두 개 이상의 동위 원소

과학자들은 질량 분석법이라는 기술을 사용하여 실험실에서 두 개 이상의 동위 원소를 가진 원소의 상대적 존재비를 결정합니다. 그들은 원소를 포함하는 샘플을 기화시키고 고 에너지 전자로 충격을가합니다. 이것은 입자를 대전 시키며, 이는 입자를 편향시키는 자기장을 통해 전달됩니다. 무거운 동위 원소는 가벼운 동위 원소보다 더 많이 편향됩니다. 분광기는 각 동위 원소의 질량 대 전하 비율을 측정하고 각 동위 원소의 수를 측정하고이를 스펙트럼이라고하는 일련의 선으로 표시합니다. 스펙트럼은 상대 존재비에 대한 질량 대 전하 비율을 나타내는 막대 그래프와 같습니다.