कैसे एक आइसोटोप की भिन्नात्मक बहुतायत का पता लगाएं

आवर्त सारणी में प्रत्येक तत्व के नाभिक में धनावेशित प्रोटॉन की एक अद्वितीय संख्या होती है, लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या, जिनमें कोई आवेश नहीं होता है, भिन्न हो सकते हैं। विभिन्न संख्या में न्यूट्रॉन वाले तत्व के परमाणु उस तत्व के समस्थानिक होते हैं। 20 को छोड़कर सभी तत्वों में एक से अधिक प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिक होते हैं, और कुछ तत्वों में कई होते हैं। टिन (Sn), 10 प्राकृतिक समस्थानिकों के साथ, इस श्रेणी में विजेता है। न्यूट्रॉन में प्रोटॉन के समान द्रव्यमान होता है, इसलिए विभिन्न समस्थानिकों में अलग-अलग परमाणु द्रव्यमान होते हैं, और परमाणु आवर्त सारणी में सूचीबद्ध एक तत्व का वजन प्रत्येक समस्थानिक का औसत उसके द्वारा गुणा किया जाता है बहुतायत।

परमाणु भार = (परमाणु द्रव्यमान x सापेक्ष बहुतायत)

आइसोटोप के परमाणु द्रव्यमान के आधार पर दो आइसोटोप वाले तत्वों के लिए गणितीय रूप से भिन्नात्मक बहुतायत की गणना करना संभव है, लेकिन आपको दो से अधिक तत्वों के लिए प्रयोगशाला तकनीकों की आवश्यकता है।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

यदि किसी तत्व में दो समस्थानिक हैं, तो आप गणित का उपयोग करके उनकी भिन्नात्मक बहुतायत पा सकते हैं। अन्यथा, आपको मास स्पेक्ट्रोमीटर की आवश्यकता है।

द्रव्यमान के दो समस्थानिकों वाले तत्व पर विचार करें m₁ और एम₂. उनकी भिन्नात्मक बहुतायत 1 के बराबर होनी चाहिए, इसलिए यदि पहले की बहुतायत x है, तो दूसरी की बहुतायत 1 - x है। इसका मतलब है की

परमाणु भार = m₁एक्स + एम₂(1 - एक्स)।

एक्स के लिए सरलीकरण और हल करना:

x = (परमाणु भार - m₂) (एम₁ - म₂)

मात्रा x द्रव्यमान m. के साथ समस्थानिक की भिन्नात्मक बहुतायत है₁.

क्लोरीन में दो प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिक होते हैं: ³⁵सीएल, 34.9689 एमू (परमाणु द्रव्यमान इकाइयों) के द्रव्यमान के साथ और ³⁷सीएल, 36.9659 एमू के द्रव्यमान के साथ। यदि क्लोरीन का परमाणु भार 35.46 amu है, तो प्रत्येक समस्थानिक की भिन्नात्मक बहुतायत क्या है?

माना x का भिन्नात्मक बहुतायत ³⁵सीएल. उपरोक्त समीकरण के अनुसार, यदि हम का द्रव्यमान दें ³⁵सीएल हो एम₁ और वह ³⁷सीएल हो एम₂, हम पाते हैं:

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

की भिन्नात्मक बहुतायत ³⁵Cl ०.७५६ है और वह ³⁷सीएल 0.244 है।

वैज्ञानिक मास स्पेक्ट्रोमेट्री नामक तकनीक का उपयोग करके प्रयोगशाला में दो से अधिक समस्थानिकों वाले तत्वों की सापेक्ष बहुतायत का निर्धारण करते हैं। वे तत्व युक्त एक नमूने को वाष्पीकृत करते हैं और इसे उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों के साथ बमबारी करते हैं। यह कणों को चार्ज करता है, जो उन्हें एक चुंबकीय क्षेत्र के माध्यम से निर्देशित करता है जो उन्हें विक्षेपित करता है। हल्के समस्थानिकों की तुलना में भारी समस्थानिक अधिक विक्षेपित होते हैं। स्पेक्ट्रोमीटर प्रत्येक आइसोटोप के द्रव्यमान-से-प्रभारी अनुपात को मापता है, साथ ही साथ प्रत्येक की संख्या को मापता है और इन्हें लाइनों की एक श्रृंखला के रूप में प्रदर्शित करता है, जिसे स्पेक्ट्रम कहा जाता है। स्पेक्ट्रम एक बार ग्राफ की तरह है जो सापेक्ष बहुतायत के खिलाफ द्रव्यमान-से-प्रभारी अनुपात को प्लॉट करता है।