سلام کانونی عزیز
در این مطلب مفاهیم و نکات فصل کیهان زادگاه الفبای هستی ،بخش ایزوتوپ را مرور میکنیم.
🔵ویژگیهای مطلب🔵
1- درسنامه و نکات فصل اول شیمی دهم
2- 5 تست شناسنامه دار
3-پاسخ تشریحی
| مولف: علیرضا رفتاری رتبه ۱۱ کشوری کنکور ریاضی ۱۴۰۴ |
در ابتدا سوالاتی که از این مبحث در امتحان نهایی آمده است را میبینیم.
🟣حال به سراغ درسنامه میرویم.🟣
مقدمه
انسان همواره با سه پرسش زیر رو به رو بوده است:
1️⃣هستی چگونه پدید آمده است؟ پاسخ به این پرسش در قلمرو علم تجربی نمی گنجد.
2️⃣جهان کنونی چگونه شکل گرفته است؟
3️⃣پدیده های طبیعی چرا و چگونه رخ میدهند؟
علم تجربی تلاش گسترده ای برای یافتن پاسخ این دو پرسش آخر انجام داده و این تلاش ها سبب افزایش دانش ما دربارۀ جهان مادی شده است
مثال: دانشمندان دو فضاپیمای وویجر (۱) و (۲) را برای شناخت بیشتر سامانه خورشیدی به فضا فرستادند. این دو ماموریت داشتند که با گذر از کنار برخی سیاره ها مشتری، زحل، اورانوس و نپتون (سیاره های گازی) شناسنامه فیزیکی و شیمیایی این سیاره ها را تهیه و ارسال کنند این فعالت باعث به دست آوردن اطلاعاتی مانند نوع عنصرهای سازنده، ترکیبهای شیمیایی در اتمسفر آنها و ترکیب درصد این مواد شدمطالعه کیهان، به ویژه سامانه خورشیدی کمک زیادی برای یافتن پاسخ پرسش «چگونگی پیدایش عنصرها» می کند. با بررسی نوع و مقدار عنصرهای سازندهء برخی سیاره های سامانه خورشیدی (مانند زمین و مشتری) و مقایسه آن با عنصرهای سازنده خورشید، می توان به درک بهتری از چگونگی تشکیل عنصرها دست یافت.
برخی از دانشمندان معتقدند که سرآغاز جهان هستی با انفجاری بزرگ (مهبانگ) همراه بوده که طی آن انرژی زیادی آزاد شده است. با این انفجار، ذره های زیراتمی مانند الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شده اند
سحابی ها مجموعه های گازی شامل هیدروژن و هلیم هستند که سبب پیدایش ستارهها و کهکشان ها شدند.
ستارگان را کارخانه تولید عنصرها می دانند، زیرا درون ستاره ها (همانند خورشید،) در دماهای بسیار بالا، واکنش های هسته ای رخ می دهد و در این واکنش ها، از عنصرهای سبکتر، عنصرهای سنگین تر پدید می آید. با مرگ ستاره که اغلب با یک انفجار مهیب همراه است، عنصرهای تشکیل شده در آن، در فضا پراکنده می شود
خورشید، نزدیکترین ستاره به زمین است. انرژی گرمایی و نورانی خورشید به دلیل انجام واکنش های هسته ای است که در آن هیدروژن (عنصر سبکتر) به هلیم (عنصر سنگین تر) تبدیل می شود
🔴ایزوتوپ🔴
اغلب در یک نمونه طبیعی از یک عنصر، اتمهای سازنده جرم یکسانی ندارند. به اتم های یک عنصر که دارای عدد اتمی یکسان ولی عدد جرمی متفاوت (در نتیجهء داشتن تعداد نوترون های متفاوت) هستند، ایزوتوپ گفته میشود.
خواص شیمیایی اتم های هر عنصر به عدد اتمی (Z) آن وابسته است؛ از این رو ایزوتوپ های یک عنصر همگی خواص شیمیایی یکسانی دارند و در جدول دورهای عنصرها تنها یک مکان (یک خانه) را اشغال میکنند. به همین دلیل به آنها هم مکان میگویند.
با توجه به اینکه جرم ایزوتوپ ها با هم فرق دارد، خواص فیزیکی وابسته به جرم مانند چگالی، نقطهء ذوب و جوش ایزوتوپها با هم متفاوت است و فراوانی ایزوتوپ های یک عنصر در طبیعت یکسان نیست و معمولاً ایزوتوپی که فراوانی بیشتری دارد، پایدارتر است
کل عناصری که در کتاب درسی ایزوتوپ هایی از آنها معرفی شده است:
برخی از ایزوتوپ ها ناپایدارند و هسته آنها، با گذشت زمان به صورت خود به خود متلاشی می شود. این ایزوتوپ ها اغلب بر اثر تلاشی هسته، ذره های پرانرژی و مقدار زیادی انرژی آزاد می کنند. به این ایزوتوپ های پرتوزا و ناپایدار، رادیوایزوتوپ می گویند.
اغلب (نه همه)! هسته هایی که نسبت شمار نوترون ها به پروتون های آنها برابر یا بیشتر از ۱.۵ باشد ناپایدار و پرتوزا هستند برای این نکته موارد استثنا هم وجود دارد، مثلاً Tc ایزوتوپ پرتوزا هست، ولی نسبت شمار نوترون ها به پروتون های آنها برابر یا بیشتر از ۱.۵ نیست.
نیم عمر هر ایزوتوپ نشان می دهد که آن ایزوتوپ تا چه اندازه پایدار است. نیم عمر، مدت زمانی است که طول می کشد تا نیمی از هسته ایزوتوپ پرتوزا متلاشی شود
🔵ایزوتوپ های هیدروژن🔵
🟤تکنسیم🟤
از 118 عنصر شناخته شده، تنها 9٢عنصر در طبیعت یافت می شود؛ این بدان معنا است كه ٢6عنصر دیگر ساختگی است. شیمیدان ها همواره با یافتن كاربردهای منحصر به فرد هر عنصر، انگیزه كافی برای ساختن عنصرهای جدید را داشته اند. تکنسیم نخستین عنصری بود كه در واکنشگاه(راکتور) هسته ای ساخته شد. این رادیوایزوتوپ در تصویربرداری پزشکی كاربرد ویژه ای دارد همه 99Tc موجود در جهان باید به طور مصنوعی و با استفاده از واكنش های هسته ای ساخته شود. از آنجا كه نیم عمر آن كم است و نمی توان مقادیر زیادی از این عنصر را تهیه و برای مدت طولانی نگهداری كرد، بسته به نیاز، آن را با یك مولد هسته ای تولید و سپس مصرف می كنند.
هنگام عکسبرداری از دندانها در رادیولوژی باید با استفاده از پوشش های سربی از غده تیروئید در برابر پرتوهای پرانرژی و خطرناک محافظت كرد
از تکنسیم برای تصویربرداری غدۀ تیروئید استفاده میشود زیرا یون یدید با یونی كه حاوی 99 Tc است، اندازۀ مشابهی دارد و غدۀ تیروئید هنگام جذب یدید، این یون را نیز جذب میكند. با افزایش مقدار این یون در غدۀ تیروئید، امکان تصویربرداری فراهم میشود.
🟡اورانیوم🟡
🟨اورانیم شناخته شده ترین فلز پرتوزایی است كه یکی از ایزوتوپ های آن، اغلب به عنوان سوخت در راكتورهای اتمی به كار می رود.
🟨این ایزوتوپ، ٢35U بوده كه فراوانی آن در مخلوط طبیعی از 0/7درصد كمتر است.
🟨دانشمندان هسته ای ایران با تلاش بسیار موفق شدند مقدار آن را در مخلوط ایزوتوپ های این عنصر افزایش دهند. به این فرایند، غنی سازی ایزوتوپی 1گفته می شود؛ فرایندی كه یکی از مراحل مهم چرخه تولید سوخت هسته ای است. با این كامیابی ستودنی، نام ایران در فهرست دهگانە كشورهای هسته ای جهان ثبت شد. با گسترش این صنعت می توان بخشی از انرژی الکتریکی مورد نیاز كشور را تأمین نمود
🟨اما جالب است بدانید كه پسماند راكتورهای اتمی هنوز خاصیت پرتوزایی دارد و خطرناک است؛ از این رو دفع آنها از جمله چالشهای صنایع هستهای به شمار می آید
🟨گلوکز نشان دار به گلوکز حاوی اتم پرتوزا می گویند. ـ پس از تزریق به بدن همراه گلوکز معمولی، جذب اندام ها و بافت های سرطانی (مصرف گلوکز بالاتری دارند) شده و پرتوهای نشرشده از آنها به کمک آشکارساز تشخیص داده می شود.
🟧🟧در ادامه تست هایی از این مبحث را بررسی میکنیم.🟧🟧
🔵عضویت در کانال تلگرام کانون برترها🔵
