Đồng vị là gì? Nguyên tử khối là gì và nguyên tử khối trung bình là gì?… Đây là phần kiến thức các em được nghiên cứu trong chương trình Hóa học lớp 10. Nhằm giúp các em hiểu sâu hơn vè phần kiến thức quan trọng này, PUD đã chia sẻ bài viết sau đây.

Đồng vị là gì?

  • Các đồng vị của cùng một nguyên tố là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron, do đó có số khối A khác nhau.
  • Phần lớn các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị. các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học có số nơtron trong hạt nhân khác nhau, nên có một số tính chất vật lí khác nhau.

Ví dụ: Nguyên tố hidro có 3 đồng vị là:

(_{1}^{1}textrm{H}, (proti))

(_{1}^{2}textrm{H}) (đơteri D)

(_{1}^{3}textrm{H} , (triti, T))

  • Có các đồng vị bền và các đồng vị không bền. Hầu hết các đồng vị có số hiệu nguyên tử Z > 82 là không bền, chúng còn được gọi là các đồng vị phóng xạ.

Nguyên tử khối là gì?

  • Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử.
  • Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.
  • Khối lượng của nguyên tử bằng tổng khối lượng của proton, nơtron và electron trong nguyên tử đó. Proton và nơtron đều có khối lượng xấp xỉ 1u còn electron có khối lượng nhỏ hơn rất nhiều, khoảng 0,00055u. Do đó, có thể coi nguyên tử khối xấp xỉ số khối của hạt nhân.

Nguyên tử khối trung bình là gì?

  • Hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị với tỉ lệ phần trăm số nguyên tử xác định (rightarrow) nguyên tử khối của các nguyên tố có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của hỗn hợp các đồng vị có tính đến tỉ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng.
  • Giả sử nguyên tố X có 2 đồng vị A và B. kí hiệu A,B đồng thời là nguyên tử khối của 2 đồng vị, tỉ lệ phần trăm số nguyên tử tương ứng là a và b. Khi đó: nguyên tử khối trung bình A trung bình của nguyên tố X là:
    • A trung bình = (frac{aA + bB}{100})
  • Trong những phép toán không cần độ chính xác cao, có thể coi nguyên tử khối bằng số khối.

Đồng vị phóng xạ

Đồng vị phóng xạ là gì?

Đồng vị phóng xạ là đồng vị của một nguyên tố hóa học mà hạt nhân nguyên tử của nguyên tố đó ở trạng thái không ổn định và phát ra bức xạ ion hóa trong quá trình phân rã để trở thành trạng thái ổn định.

Ứng dụng của đồng vị phóng xạ

Trong công nghiệp

  • Kiểm tra không phá huỷ mẫu
  • Diệt trùng bằng phóng xạ
  • Thủy học và thủy lực học
  • Tìm chỗ hỏng bằng sử dụng vết phóng xạ
  • Xử lý bức xạ
  • Phát năng lượng từ những nguồn đồng vị phóng xạ

Trong Y học

  • Tạo ảnh hạt nhân phóng xạ (Chụp X-quang)
  • Ứng dụng lâm sàng: Tạo ảnh phóng xạ đang giữ một vai trò hữu ích ngày càng tăng trong thực hành lâm sàng thường ngày. Một số ứng dụng tiêu biểu bao gồm:
  • Sự đánh giá bệnh nhân với bệnh động mạch vành để quyết định giải phẫu và theo dõi sau giải phẫu.
  • Chẩn đoán sự quá áp gây ra do những vấn đề của thận.
  • Xác định sớm ung thư và di căn của nó tới những cơ quan khác.
  • Sự tắc nghẽn luồng máu tới phổi trong những bệnh nhân sau khi giải phẫu.
  • Xác định sự tắc nghẽn ống dẫn mật dẫn tới bệnh vàng da phẫu thuật.
  • Đánh giá bướu tuyến giáp.
  • Chụp ảnh toàn bộ não để đánh giá bệnh động kinh và chứng loạn trí.
  • Phân tích miễn dịch phóng xạ
  • Ứng dụng chữa bệnh dược phẩm phóng xạ.

Trong Nông nghiệp

  • Sử dụng phốt pho phóng xạ như nguyên tử đánh dấu đã cho phương pháp xác nhận loại phốt phát mà thỏa mãn một cách tốt nhất cho đất đai và cây trồng.
  • Cách bón phân phốt pho tốt nhất cho gốc cây, bón theo chiều sâu đất trồng và bón theo thời gian cho năng suất tốt hơn.
  • Sử dụng những nguyên tố đánh dấu trong phân bón dinh dưỡng, cơ chế của sự quang hợp, bảo vệ thực vật bao gồm hoạt động của thuốc trừ sâu, sự trao đổi chất trong cây, vân vân.
  • Sự biến đổi phóng xạ được sử dụng vô cùng rộng rãi trong nhiều quốc gia để nâng cao sản lượng, tạo các loại giống cây trồng có chất dinh dưỡng cao hơn, như các giống lạc, lúa, cây xanh…
  • Xử lý bức xạ cà phê hạt bằng cách sử dụng electron nhanh, nâng cao chất lượng sản phẩm.

Phương pháp giải bài tập đồng vị

Xác định nguyên tố khi biết tổng số hạt cơ bản

– Dựa vào biểu thức:

* Tổng số hạt: P+E+N=2P+N=aP+E+N=2P+N=a (số pp bằng số ee) (1)

* Tỉ lệ (hoặc hiệu số) số hạt có điện và không điện: 2PN=b(2)2PN=b(2)

Giải hệ (1) và (2) suy ra PP và NN cũng như số khối AA của nguyên tử.

– Nếu không biết tỉ lệ số hạt có điện và không điện, ta dùng tỉ số nơtron và proton trong một nguyên tử (ngoại trừ HH)

* Nếu Z20:1NP1,333.Z≤20:1≤NP≤1,333.

* Nếu Z>20:1NP<1,524.Z>20:1≤NP<1,524.

Kết hợp (1) ta có thể suy ra khoảng giá trị của PP (bằng số hiệu nguyên tử) và số khối tương ứng (A=P+NA=P+N)  tên nguyên tố.

Ví dụ:

Hãy xác định nguyên tử có tổng số hạt là 82, biết tỉ số hạt mang điện và không mang điện là 15/13.

Hướng dẫn giải

Tổng số hạt 2P+N=822P+N=82 (1)

Ngoài ra: 2PN=1513(2)2PN=1513(2)

Từ (1) và (2) suy ra P=26P=26 và N=30N=30.

Số hiệu Z=P=26Z=P=26 (số khối A=P+N=56A=P+N=56) ứng với nguyên tử FeFe.

Tính % mỗi đồng vị theo quy tắc đường chéo

– Giả sử nguyên tử AA có nguyên tử khối trung bình A¯¯¯¯, gồm 2 đồng vị có số khối A1A1 (chiếm xx%) và A2A2 (chiếm yy%), ta có:

Ví dụ:

CuCu có 2 đồng vị là 6329Cu2963Cu và 6529Cu2965Cu có nguyên tử khối trung bình là 63,54.63,54. Tính % số nguyên tử mỗi đồng vị.

Hướng dẫn giải

Gọi xx là % đồng vị 6329Cu2963Cu và yy là % đồng vị 6529Cu2965Cu

Áp dụng công thức xy=6563,5463,5463=1,460,54=7327xy=65−63,5463,54−63=1,460,54=7327

Suy ra x=73%;y=27%.x=73%;y=27%.

Tính nguyên tử khối trung bình

– Một nguyên tử có thể có nhiều đồng vị với số khối AiAi khác nhau.

– Nguyên tử XX có ii đồng vị, số khối tương ứng là AiAi chiếm Xi%Xi% số nguyên tử, có nguyên tử khối trung bình được tính theo công thức sau:

A¯=Ai.Xi%Xi%A¯=∑Ai.Xi%∑Xi%

Ví dụ:

Hãy tính nguyên tử khối trung bình của silic, biết rằng silic có các đồng vị với % số nguyên tử tương ứng như sau:

2914Si(4,67%);2814Si(92,23%);3014Si(3,10%)1429Si(4,67%);1428Si(92,23%);1430Si(3,10%)

Hướng dẫn giải

Nguyên tử khối trung bình của SiSi là:

ASi¯¯¯¯¯¯¯¯=(28×92,23)+(29×4,67)+(30×3,10)100=28,109.

Bài viết trên đây PUD đã giúp bạn khái quát hóa những kiến thức về đồng vị là gì cũng như một số nội dung liên quan. Hy vọng những thông tin hữu ích trên đây đã giúp các em nắm rõ hơn về phần kiến thức rất quan trọng này của chương trình Hóa học lớp 10. Chúc các em học tốt nhé !

Tagged: