Чем отличается атомы изотопов одного элемента

Разница между изотопами одного элемента

Установлено, что каждый химический элемент, находящийся в природе – это смесь изотопов (отсюда у них дробные атомные массы). Чтобы понять, чем отличаются изотопы один от другого, необходимо детально рассмотреть строение атома. Атом образует ядро и электронное облако. На массу атома влияют электроны, движущиеся с ошеломительной скоростью по орбиталям в электронном облаке, нейтроны и протоны, входящие в состав ядра.

Определение

Изотопы – это разновидность атомов какого-либо химического элемента. Электронов и протонов в любом атоме всегда равное количество. Поскольку они обладают противоположными зарядами (электроны – отрицательным, а протоны – положительным), атом всегда нейтрален (эта элементарная частица не несет заряда, он равен у нее нулю). При потере или захвате электрона атом теряет нейтральность, становясь либо отрицательным, либо положительным ионом.

Нейтроны не имеют заряда, зато их количество в атомном ядре одного и того же элемента может быть разным. Это никак не сказывается на нейтральности атома, однако влияет на его массу и свойства. Например, в любом изотопе атома водорода есть по одному электрону и протону. А количество нейтронов разное. В протии имеется всего лишь 1 нейтрон, в дейтерии – 2 нейтрона и в тритии – 3 нейтрона. Эти три изотопа заметно отличаются друг от друга по свойствам.

Сравнение

В них разное количество нейтронов, неодинаковая масса и различные свойства. Изотопы обладают идентичным строением электронных оболочек. Это значит, что они довольно близки по химическим свойствам. Поэтому им отведено в периодической системе одно место.

В природе обнаружены изотопы стабильные и радиоактивные (нестабильные). Ядра атомов радиоактивных изотопов способны самопроизвольно превращаться в другие ядра. В процессе радиоактивного распада они испускают различные частицы.

Большинство элементов имеет свыше двух десятков радиоактивных изотопов. К тому же радиоактивные изотопы искусственно синтезированы абсолютно для всех элементов. В естественной смеси изотопов их содержание незначительно колеблется.

Существование изотопов позволило понять, почему в отдельных случаях элементы с меньшей атомной массой обладают большим порядковым номером, чем элементы с большей атомной массой. Например, в паре аргон-калий аргон включает тяжелые изотопы, а калий – легкие изотопы. Поэтому масса аргона больше, чем калия.

Источник

Урок 2. Изотопы элементов

В уроке 2 «Изотопы элементов» из курса «Химия для чайников» рассмотрим что такое изотопы элементов и как правильно их обозначают; кроме того мы научимся определять массовое число, дефект массы и энергию связи ядра. Данный урок полностью опирается на основы химии, изложенные в первом уроке, в котором мы рассмотрели строение атома и атомного ядра, поэтому настоятельно вам рекомендую его изучить от корки до корки.

Что такое изотоп?

Хотя все атомы одного элемента имеют одинаковое число протонов, эти атомы могут отличаться числом имеющихся у них нейтронов. Такие различные атомы одного и того же элемента называются изотопами. Количество протонов, а также количество электронов у изотопа и исходного элемента совпадает. По этой причине в природе существует гораздо больше химических элементов, чем указано в таблице Менделеева, которая систематизирует элементы по числу протонов (порядковый номер).

Например, все атомы Li имеют 3 протона, но в природе существуют изотопы, содержащие от 3 до 5 нейтронов. Для обозначения изотопа, слева от символа элемента подписывают нижним индексом его порядковый номер, а верхним — массовое число. Массовое число — это суммарное число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре, численно близкое к атомной массе элемента. Нижний индекс, обозначающий порядковый номер элемента, указывать не обязательно, так как все атомы лития имеют в своем ядре по 3 протона. Также, обсуждая эти изотопы, можно пользоваться записью «литий-6» и «литий-8».

Пример 1. Сколько протонов, нейтронов и электронов содержится в атоме урана-238? Запишите символ этого изотопа.

Решение: Порядковый номер урана (см. таблицу Менделеева) равен 92, а массовое число изотопа равно 238 (по условию). Следовательно, он содержит 92 протона, 92 электрона и 238 — 92 = 146 нейтронов. Его символ 238 U.

Дефект массы и энергия связи ядра

Затронув тему изотопов, нельзя пройти мимо феномена дефект массы ядра. Когда из отдельных нуклонов образуется атомное ядро, часть их массы превращается в энергию. Другими словами, вот взяли вы щепотку протонов и нейтронов, хорошенько их смяли вместе, и получили ядро, но его масса будет меньше массы исходных компонентов. Это и есть дефект масс. Формула для расчета дефекта массы ядра:

где M_я – масса ядра, Z – число протонов в ядре, N – число нейтронов в ядре, m_p – масса протона, m_n – масса нейтрона.

Если к атому подвести энергию (которая эквивалентна дефекту масс), то можно разделить его ядро обратно на нуклоны. Эта энергия носит название энергия связи ядра. Формула для расчета энергии связи ядра:

где с — скорость света, ∆m — дефект массы ядра

Проверьте себя, как вы усвоили понятия дефект массы и энергия связи ядра, самостоятельно решив задачу пользуясь формулами выше.

Пример 2. Если образовать атом углерода-12 из субатомных частиц, какое значение будет иметь дефект масс?

Теперь нам известно, что каждый изотоп элемента характеризуется порядковым номером (суммарным числом протонов), массовым числом (суммарным числом протонов и нейтронов) и атомной массой (массой атома, выраженной в атомных единицах массы). Поскольку дефект массы при образовании атома очень мал, массовое число обычно совпадает с атомной массой изотопа, округленной до ближайшего целого числа. (Например, атомная масса хлора-37 равна 36,966, что после округления дает 37.) Если в природе встречается несколько изотопов одного элемента, то экспериментально наблюдаемая атомная масса (естественная атомная масса) равна средневзвешенному значению атомных масс отдельных изотопов. Это средневзвешенное значение определяется соответственно относительному содержанию изотопов в природе. Хлор существует в природе в виде смеси из 75,53% хлора-35 (атомная масса 34,97 а.е.м.) и 24,47% хлора-37 (36,97 а.е.м.), поэтому средневзвешенное значение масс этих изотопов равно

Атомные массы, указанные в таблице Менделеева представляют собой во всех случаях средневзвешенные значения атомных масс изотопов, встречающихся в природе, и именно этими значениями мы будем пользоваться в дальнейшем, за исключением тех случаев, когда будет обсуждаться какой-нибудь конкретный изотоп. Все изотопы одного элемента в химическом отношении ведут себя практически одинаково. На рисунке ниже изображены состав и свойства некоторые атомов, ионов и изотопов элементов.

Пример 3. Магний (Mg) в основном состоит из трех естественных изотопов: 78,70% всех атомов магния имеют атомную массу 23,985 а.е.м., 10,13% — 24,986 а.е.м. и 11,17% — 25,983 а.е.м. Сколько протонов и нейтронов содержится в каждом из этих трех изотопов? Чему равно средневзвешенное значение их атомных масс?

Решение: Все изотопы магния содержат по 12 протонов. Изотоп с атомной массой 23,985 а.е.м. имеет массовое число 24 (суммарное число протонов и нейтронов), следовательно, он имеет 24 — 12 = 12 нейтронов. Символ этого изотопа 24 Mg. Аналогично находим, что изотоп с атомным весом 24,986 а.е.м. имеет массовое число 25, содержит 13 нейтронов и имеет символ 25 Mg. Третий изотоп (25,983 а.е.м.) имеет массовое число 26, содержит 14 нейтронов и имеет символ 26 Mg. Средняя атомная масса магния находится следующим образом:

Надеюсь урок 2 «Изотопы элементов» помог вам понять что из себя представляют изотопы. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Источник

Тестовые задания к параграфу 52

1. Изотопы одного и того же химического элемента различаются

Думаю, нужно прокомментировать.

Если разница в числе электронов – то это ионы. Если электронов меньше, чем должно быть, то атом имеет общий положительный заряд и называется катионом. Если общее число электронов больше, чем должно быть, то общий заряд атома имеет отрицательную величину, а сам такой атом называется анионом.

Заряд ядра = числу протонов в ядре = порядковому номеру элемента. То есть, атом с иным зарядом ядра будет представлять из себя уже другой элемент.

Определение: химический элемент – это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

Определение: изотопами называют разновидности одного и того же элемента с разным числом нейтронов в ядре атома.

Ответ: 3) Изотопы одного и того же химического элемента различаются числом нейтронов в ядре атома.

2. Ядро атома 27 ₁₃ Al содержит

Порядковый номер алюминия 13, значит заряд ядра = +13 = число протонов. Число нейтронов = массовое число (27) – порядковый номер (число протонов) = 27 – 13 = 14.

Ответ: 2) 13 протонов и 14 нейтронов

Источник

Разница между изотопами и элементами

В ключевое отличие между изотопами и элементами заключается в том, что изотопы представляют собой разные формы одного и того же химического элемента, тогда как элементы представляют собой разновидност

Содержание:

В ключевое отличие между изотопами и элементами заключается в том, что изотопы представляют собой разные формы одного и того же химического элемента, тогда как элементы представляют собой разновидности атомов, имеющих одинаковое количество протонов в атомных ядрах.

Одинаковые атомы могут претерпевать небольшие изменения с образованием разных изотопов. Элемент может иметь несколько изотопов. Природа каждого изотопа влияет на природу элемента. Здесь мы будем подробно обсуждать изотопы и элементы, чтобы выяснить разницу между изотопами и элементами.

Что такое изотопы?

Атомы одного и того же элемента могут отличаться друг от друга. Эти разные атомы одного и того же элемента являются изотопами. Они отличаются друг от друга разным количеством нейтронов. Поскольку число нейтронов другое, их массовое число также отличается. Однако изотопы одного и того же элемента имеют одинаковое количество протонов. В природе разные изотопы встречаются в разных количествах. Следовательно, мы можем указать их частоту в процентах, называемую относительной численностью. Например, у водорода есть три изотопа, таких как протий, дейтерий и тритий. Число протонов в их атомных ядрах одинаково, но число нейтронов другое. Их нейтроны и относительные содержания следующие.

Кроме того, количество нейтронов важно для баланса стабильности ядер. Когда ядра становятся слишком тяжелыми, они становятся нестабильными, и, следовательно, эти изотопы становятся радиоактивными. Например, 238 U испускает излучение и распадается на ядра гораздо меньшего размера. Изотопы могут иметь разные свойства из-за разной массы. Например, у них могут быть разные вращения. Таким образом, их спектры ЯМР различаются. Однако их электронное число одинаково, что приводит к аналогичному химическому поведению.

Что такое элементы?

Каждый элемент имеет атомную массу, атомный номер, символ, электронную конфигурацию и т. Д. Хотя большинство элементов встречаются в природе, есть некоторые синтетические элементы, такие как калифорний, америций, эйнштейний и менделевий. Мы можем разделить все элементы на три группы; как металлы, металлоиды и неметаллы.

Кроме того, мы можем разделить их на группы и периоды на основе более конкретных характеристик. Кроме того, элементы в одной группе или периоде имеют определенные общие характеристики, и некоторые свойства могут изменяться последовательно, когда вы проходите через группу или период. Более того, элементы могут подвергаться химическим изменениям с образованием различных соединений; однако мы не можем дальше разрушать элементы простыми химическими методами.

В чем разница между изотопами и элементами?

В качестве еще одного важного различия между изотопами и элементами мы можем сказать, что атомная масса изотопа может быть вычислена простым сложением общей массы протонов и нейтронов в атомных ядрах, тогда как мы можем вычислить атомную массу химического элемента, используя атомную массу. массы его изотопов и их относительное содержание.

Источник

В чем разница между элементом и атомом? Чем отличаются изотопы одного элемента друг от друга Атомы различных элементов

Установлено, что каждый химический элемент, находящийся в природе – это смесь изотопов (отсюда у них дробные атомные массы). Чтобы понять, чем отличаются изотопы один от другого, необходимо детально рассмотреть строение атома. Атом образует ядро и электронное облако. На массу атома влияют электроны, движущиеся с ошеломительной скоростью по орбиталям в электронном облаке, нейтроны и протоны, входящие в состав ядра.

Что такое изотопы

Изотопы – это разновидность атомов какого-либо химического элемента. Электронов и протонов в любом атоме всегда равное количество.

Поскольку они обладают противоположными зарядами (электроны – отрицательным, а протоны – положительным), атом всегда нейтрален (эта элементарная частица не несет заряда, он равен у нее нулю). При потере или захвате электрона атом теряет нейтральность, становясь либо отрицательным, либо положительным ионом.

Нейтроны не имеют заряда, зато их количество в атомном ядре одного и того же элемента может быть разным. Это никак не сказывается на нейтральности атома, однако влияет на его массу и свойства.

Например, в любом изотопе атома водорода есть по одному электрону и протону. А количество нейтронов разное. В протии имеется всего лишь 1 нейтрон, в дейтерии – 2 нейтрона и в тритии – 3 нейтрона. Эти три изотопа заметно отличаются друг от друга по свойствам.

Сравнение изотопов

Чем различаются изотопы?

В них разное количество нейтронов, неодинаковая масса и различные свойства. Изотопы обладают идентичным строением электронных оболочек. Это значит, что они довольно близки по химическим свойствам. Поэтому им отведено в периодической системе одно место.

В природе обнаружены изотопы стабильные и радиоактивные (нестабильные). Ядра атомов радиоактивных изотопов способны самопроизвольно превращаться в другие ядра. В процессе радиоактивного распада они испускают различные частицы.

Большинство элементов имеет свыше двух десятков радиоактивных изотопов. К тому же радиоактивные изотопы искусственно синтезированы абсолютно для всех элементов. В естественной смеси изотопов их содержание незначительно колеблется.

Существование изотопов позволило понять, почему в отдельных случаях элементы с меньшей атомной массой обладают большим порядковым номером, чем элементы с большей атомной массой.

Например, в паре аргон-калий аргон включает тяжелые изотопы, а калий – легкие изотопы. Поэтому масса аргона больше, чем калия.

Отличие изотопов друг от друга заключается в следующем:

О том, что все вещества состоят из частиц, знали еще древние греки. Около 420 г. до н. э. философ Демокрит выдвинул предположение, что материя состоит из крошечных, неделимых частиц, которые назвали атомами. Все вещества состоят из атомов и молекул. И атом, и молекулу считали вначале не делимыми, и только впоследствии было доказано, что это не так. Чем атом отличается от молекулы.

Атомы – это мельчайшие частицы, из которых состоит вещество.
Молекулы – это также элементарные частицы, из которых состоит любое вещество.

Сравнение атома и молекулы

В чем же разница между атомом и молекулой?
Атом является элементарной частицей вещества. Он имеет свою массу и размер и отвечает за свойства этого вещества, как химического элемента. Атом состоит из ядра и электронов, которые движутся по своим орбитам вокруг ядра. Именно строением атома обуславливаются химические свойства вещества. Атомы не встречаются в свободном состоянии. Они связываются друг с другом и образуют молекулы, благодаря электрическим зарядам частиц, из которых они состоят.
Молекула – это то, из чего состоит вещество. В состав молекул могут входить два и более атомов, которые между собой связаны межатомными связями. Более точно можно сказать так, что молекула состоит из атомных ядер и внутренних электронов, которые движутся по своим орбитам, а также внешних валентных электронов. В разных молекулах находится разное количество атомов определенного вида и разного количества. Молекула имеет сложную архитектурную постройку, где у каждого атома свое место и свои вполне определенные соседи. Свойства молекулы определяется тем, сколько в ней атомов. На эти свойства влияет порядок и конфигурация соединения атомов. Атомная постройка, которая образует молекулу, может быть жесткой, но не во всех случаях. Каждый атом находится в непрерывном движении, он колеблется около своего положения равновесия. При этом свободная молекула в процессе ее теплового движения имеет различные конфигурации. Молекула электрически является нейтральной частицей. Она является наименьшей частицей вещества, которая обладает его химическими свойствами. В случае одноатомных молекул таких, как инертные газы, свойства молекулы и атома совпадают. Атомы в молекуле объединены химическими связями. Такая связь может создаваться одной или несколькими парами электронов, которыми сообща владеют два атома. Молекула может существовать самостоятельно.

Чем атом отличается от молекулы

Атомы образуют молекулу. В состав атома входят ядро и электроны, которые движутся по своим орбитам вокруг ядра.
Молекулы состоят из атомов.
Атом имеет электрический заряд, а молекула нейтральна.
Только молекула может существовать самостоятельно.

Атом представляет собой набор протонов, нейтронов и электронов. Один изолированный атом в нейтральном состоянии имеет некоторое количество протонов, такое же количество электронов и некоторое число нейтронов (примерно столько же, сколько протонов для более легких элементов, что примерно на 50% больше, для более тяжелых элементов). Число нейтронов или протонов в атоме изменяется только в результате радиоактивных процессов или очень высокоэнергетических взаимодействий, таких как вы получаете в ускорителях частиц. И я имею в виду действительно высокая энергия: даже если вы думаете о раздувании палочек динамита, это не достаточно энергии, чтобы начать возиться с протонами и нейтронами. Химия происходит, когда атомы объединяются и обмениваются электронами или дают электроны друг другу. Химические реакции происходят все время, и многие из них не нуждаются в большой энергии: перемещение электронов с атома на атом часто очень просто.

Давайте сравним это с водой. Если я дам вам ведро с чистой водой, то, подобно куску железа, вы можете разделить его на более мелкие и мелкие образцы, в конечном итоге получив единственную молекулу воды. Но вы можете сделать что-то еще: если вы пропускаете электричество через воду, он расщепляется на чистый водород и чистый кислород. Это «более простые» вещества, потому что каждый состоит из атомов только одного элемента, тогда как вода имеет атомы двух элементов.

Что относительно нейтронов? Ну, с точки зрения химии, они не делают много, а атомы с таким же числом протонов, но с различным числом нейтронов, гораздо более похожи (они имеют, по существу, одну и ту же химию, например), чем атомы, имеющие одинаковые число нейтронов, но различное количество протонов. Гораздо более целесообразно классифицировать по числу протонов, поскольку это определяет количество электронов и определяет химию.

Предположим, вы попытались классифицировать атомы в соответствии с количеством нейтронов.Наилучшим образом, большинство атомов аргона (18 протонов) имеют 22 нейтрона, но некоторые атомы хлора (17 протонов) и приличная доля атомов калия (19 протонов) также имеют 22 нейтрона. Как вы, наверное, знаете, аргон, хлор и калий абсолютно ничем не похожи друг на друга. С другой стороны, атомы калия с 22 нейтронами ведут себя почти одинаково с наиболее распространенным видом атомов калия, которые имеют 21 нейтрон.

Чем отличаются атомы?

В переводе «атом» означает неделимый. Назван он так потому, что долгое время его считали наименьшей частью вещества. Но дальнейшее развитие науки показало, что это не так. Итак, давайте разберемся, из чего состоит атом и чем отличаются атомы различных элементов.

Строение атома

Атомы различных элементов

Поскольку количество протонов у различных атомов разное, массы у них тоже отличаются. Масса элемента в основном формируется протонами и нейтронами, ведь вес электронов ничтожно мал. Но даже у атомов одного и того же элемента вес может отличаться из-за разного количества нейтронов в ядре. Атомы, у которых количество нейтронов отличается от количества протонов, называют изотопами. Например, в природе существуют атомы углерода С12 (6 протонов и 6 нейтронов), С13 (6 протонов и 7 нейтронов) и другие разновидности с содержанием нейтронов от 2 до 16.

Чем отличаются понятия «атом» и «молекула»? и получил лучший ответ

Ответ от Диана Мамина [гуру]
Молекула состоит из атомов.

Ответ от НЕТ [гуру]
Кроме общих мест, ещё и родом.

Ответ от Мариям Абдулла [новичек]
еще у атомов электрический заряд, тогда как молекула нейтральна

Ответ от Мурват Казымов [новичек]
атом это то из чего состоит молекула

Источник