주기율표의 각 원소는 핵에 고유 한 양으로 하전 된 양성자를 가지고 있지만 전하가없는 중성자의 수는 다를 수 있습니다. 중성자의 수가 다른 원소의 원자는 그 원소의 동위 원소입니다. 20 개를 제외한 모든 원소는 하나 이상의 자연 발생 동위 원소를 가지고 있으며 일부 원소는 많은 것을 가지고 있습니다. 10 개의 천연 동위 원소를 가진 주석 (Sn)이이 범주에서 승자입니다. 중성자는 양성자와 질량이 같으므로 동위 원소마다 원자 질량이 다릅니다. 주기율표에 나열된 원소의 무게는 각 동위 원소의 평균에 그것의 풍부.
원자량 = ∑ (원자량 x 상대 존재비)
동위 원소의 원자 질량을 기반으로 두 개의 동위 원소를 가진 원소에 대한 부분적 존재비를 수학적으로 계산할 수 있지만, 둘 이상의 원소를 가진 원소에 대해서는 실험실 기술이 필요합니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
원소에 두 개의 동위 원소가있는 경우 수학을 사용하여 부분적 존재비를 찾을 수 있습니다. 그렇지 않으면 질량 분석기가 필요합니다.
두 동위 원소의 상대적 존재비 계산
질량의 동위 원소가 두 개인 원소 m1 그리고 m2. 분수의 존재비는 1이되어야하므로 첫 번째의 존재 비가 x이면 두 번째의 존재비는 1-x입니다. 이것은
원자량 = m1x + m2(1-x).
x에 대한 단순화 및 해결 :
x = (원자량-m2) ÷ (m1 - 미디엄2)
수량 x는 질량이 m 인 동위 원소의 부분적 존재비입니다.1.
샘플 계산
염소에는 두 가지 자연 발생 동위 원소가 있습니다. 35Cl, 34.9689 amu (원자 질량 단위)의 질량 및 37Cl, 36.9659 amu의 질량. 염소의 원자량이 35.46 amu 인 경우 각 동위 원소의 분별 존재비는 얼마입니까?
x를 35Cl. 위의 방정식에 따르면 질량을 35Cl be m1 그리고 그것의 37Cl be m2, 우리는 다음을 얻습니다.
x = (35.46-36.9659) ÷ (34.9689-36.9659) = 0.5911 / 1.997 = -1.5059 / -1.997 = 0.756
분수의 풍부함 35Cl은 0.756이고 37Cl은 0.244입니다.
두 개 이상의 동위 원소
과학자들은 질량 분석법이라는 기술을 사용하여 실험실에서 동위 원소가 2 개 이상인 원소의 상대적인 존재비를 결정합니다. 그들은 원소를 포함하는 샘플을 증발시키고 고 에너지 전자로 충격을가합니다. 이것은 입자를 편향시키는 자기장을 통해 지시되는 입자를 충전합니다. 더 무거운 동위 원소는 가벼운 동위 원소보다 더 많이 굴절됩니다. 분광계는 감지하는 각 동위 원소의 질량 대 전하 비율을 측정하고 각 동위 원소의 수를 측정하여 스펙트럼이라고하는 일련의 선으로 표시합니다. 스펙트럼은 상대적인 존재비에 대한 질량 대 전하 비율을 나타내는 막대 그래프와 같습니다.