Изотопы и изобары

Изотопы и изобары — два важных термина, которые очень часто используются в атомной структуре. Изотопы – это элементы, имеющие разные массовые числа, но одинаковые атомные номера. Точно так же изотоны - это элементы с одинаковыми массовыми числами и разными атомными номерами. Таким образом, основное различие между изотопами и изобарами заключается в том, что изотопы принадлежат к одному и тому же элементу, а изотоны — к разным элементам. Кроме того, изотопы имеют схожие химические свойства. Однако изобары имеют разные химические свойства. Например, ¹² C, ¹³ C и ¹⁴ C являются изотопами углерода, а ₂₆ Fe ⁵⁸ и ₂₇ Ni ⁵⁸ являются изотонами. Давайте разберемся в разнице между изотопами и изотонами более подробно!

Что такое изотопы?

Isotopesare defined as the elements that have the same atomic numbers but different mass numbers. This implies Isotopes have samenumber of protons and electrons in them.

Следовательно, одни и те же элементы, имеющие разное атомное строение, называются изотопами. В результате изотопы имеют одинаковые атомные номера, но разные атомные массы. Это связано с тем, что каждый химический элемент имеет свой атомный номер, поскольку каждое ядро содержит одинаковое количество протонов. Однако, поскольку атомная масса основана на количестве нейтронов в ядре, а изотопы имеют различное количество нейтронов, атомные массы изотопов могут отличаться друг от друга.

Примеры изотопов

• Водород : водород-1 (протий), водород-2 (дейтерий) и водород-3 (тритий), показанные ниже:

• Уран: у урана есть два встречающихся в природе изотопа, обнаруженных в земной коре: уран-235 и уран-238.
• Углерод : Углерод-12 и углерод-14 — это два изотопа углерода и многие другие.

Давайте разберемся на примере изотопов углерода, углерод имеет ¹² C, ¹³ C и ¹⁴ C, поскольку его изотопы означают, что 12, 13 и 14 являются массовым числом углерода, а атомный номер равен 6. Но поскольку атомный номер означает количество протонов, поэтому все изотопы углерода будут иметь одинаковое количество атомов, а количество нейтронов разное.

Использование изотопов

• Зоб (отек шеи) можно вылечить с помощью изотопа йода.
• Лечение некоторых видов рака можно проводить с помощью изотопов кобальта.
• Изотоп урана используется в качестве ядерного топлива.

Что такое изобары?

Isobars are defined as the elements having different atomic numbers but the same mass number. Thus, the elements having different chemical properties but the same physical properties are called isobars.

Химические элементы с одинаковой атомной массой называются изобарами. Общее количество протонов и нейтронов в элементе определяет его атомную массу. Нуклон сам по себе является протоном или нейтроном. В результате атомная масса равна числу нуклонов. В результате изобары имеют одинаковое количество нуклонов. Однако в изобарах общее число протонов и нейтронов всегда отличается друг от друга.

Каждая изобара состоит из одинакового числа электронов. Это говорит о том, что изобары обладают одинаковыми химическими характеристиками. Поскольку атомные массы одинаковы, физические характеристики также одинаковы. Изобары являются отдельными химическими элементами, поскольку их атомные номера различаются.

Примеры изобар

• Изобары с атомной массой 64: кобальт (Co), никель (Ni), медь (Cu) и железо (Fe).
• Изобары с атомной массой 3: водород (H) и гелий (He).

Разберемся на примере изобар с массовым числом 40: серы ( ⁴⁰ S ₁₆ ), хлора ( ⁴⁰ Cl ₁₇ ) и аргона ( ⁴⁰ Ar ₁₈ ). Эти элементы имеют одинаковое массовое число, равное 40, и разные атомные номера от 16 до 18, как показано ниже в таблице.

Использование изобар

• Изобары используются в медицине для лечения опухолей и тромбов.
• Заболевания щитовидной железы можно лечить с помощью изобар йода.
• Рак крови можно лечить с помощью изобары фосфора.

Разница между изотопами и изобарами

Часто задаваемые вопросы об изотопах и изобарах

Вопрос 1: Что такое изотопы и изобары?

Отвечать:

Isotopes are defined as elements that have the same atomic numbers but different mass numbers. However, Isobars are defined as elements having different atomic numbers but the same mass number. 

Вопрос 2: Напишите несколько примеров изотопов и изобар.

Отвечать:

Isotopes – Chlorine has two isotopes ³⁵Cl and ³⁷Cl. Hydrogen has 3 isotopes ¹H, ²H, and ³H.

Isobars – Carbon and nitrogen have the same mass number 14. Argon and Calcium have the same mass number 40.

Вопрос 3: Напишите по три изотопа кислорода и водорода.

Отвечать:

Isotopes of Oxygen are ¹⁶O, ¹⁷O, and ¹⁸O.

Isotopes of Hydrogen are tritium, deuterium, and protium.

Вопрос 4: В чем разница между стабильным и нестабильным изотопом?

Отвечать:

Stable isotopes are naturally occurring forms of elements that are non-radioactive. Unstable isotopes are atoms having unstable nuclei.

Вопрос 5: Что такое радиоактивные изотопы?

Отвечать:

Radioactive isotopes are the different varieties of the same chemical element with different masses with unstable nuclei.

Связанные ресурсы

• Atomic Structure
• Atomic Mass
• Radioactive Isotopes