同位体のフラクショナルアバンダンスを見つける方法

周期表の各元素は、その原子核に固有の数の正に帯電した陽子を持っていますが、電荷を持たない中性子の数は変化する可能性があります。 中性子の数が異なる元素の原子は、その元素の同位体です。 20を除くすべての元素には、複数の天然同位体があり、一部の元素には多くの同位体があります。 このカテゴリーでは、10個の天然同位体を含むスズ(Sn)が勝者です。 中性子は陽子と同じ質量を持っているので、異なる同位体は異なる原子質量を持ち、 周期表に記載されている元素の重量は、各同位体の平均にその同位体を掛けたものです。 豊富。

原子量= ∑(原子量x相対存在量)

同位体の原子量に基づいて、2つの同位体を持つ元素の存在量の割合を数学的に計算することは可能ですが、3つ以上の元素の実験技術が必要です。

TL; DR(長すぎる; 読んでいない)

元素に2つの同位体がある場合、数学を使用してそれらの部分的な存在量を見つけることができます。 それ以外の場合は、質量分析計が必要です。

2つの同位体の相対存在量の計算

質量mの2つの同位体を持つ要素を考えます1 そしてM2. それらの分数の存在量は1に等しくなる必要があるため、最初の存在量がxの場合、2番目の存在量は1-xになります。 これの意味は

原子量= m1x + m2(1-x)。

xの簡略化と解決:

x =(原子量-m2)÷(m1 -m2)

量xは、質量mの同位体の存在比です。1.

サンプル計算

塩素には2つの天然同位体があります。 35Cl、質量34.9689 amu(原子質量単位)および 37Cl、質量36.9659amu。 塩素の原子量が35.46amuの場合、各同位体の存在量はどのくらいですか?

xをの部分存在比とします 35Cl。 上記の式によると、 35Cl be m1 との 37Cl be m2、 我々が得る:

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

の部分的な存在量 35Clは0.756であり、 37Clは0.244です。

2つ以上の同位体

科学者は、質量分析と呼ばれる手法を使用して、ラボで3つ以上の同位体を持つ元素の相対的な存在量を決定します。 それらは、元素を含むサンプルを気化し、高エネルギー電子でそれを攻撃します。 これにより、粒子が帯電します。粒子は、粒子を偏向させる磁場を介して方向付けられます。 重い同位体は軽い同位体よりも偏向します。 分光計は、検出した各同位体の質量電荷比を測定するとともに、それぞれの数を測定し、これらをスペクトルと呼ばれる一連の線として表示します。 スペクトルは、相対存在量に対して質量電荷比をプロットする棒グラフのようなものです。

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