同位素的特点,同位素的特点是什么

同位素的特点是什么

同位素的特点是它是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素,这些核素在元素周期表上占有同一位置,化学行为几乎相同,但原子量或质量数是不同的。

同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一。

同位素的特点

同位素是指具有相同核电荷但不同原子质量的原子(核素)称为同位素。自19世纪末发现了放射性以后,到20世纪初,人们发现的放射性元素已有30多种,而且证明,有些放射性元素虽然放射性显著不同,但化学性质却完全一样。1910年英国化学家F.索迪提出了一个假说,化学元素存在着相对原子质量和放射性不同而其他物理化学性质相同的变种,这些变种应处于周期表的同一位置上,称做同位素。不久,就从不同放射性元素得到一种铅的相对原子质量是206.08,另一种则是208。1897年英国物理学家W.汤姆逊发现了电子,1912年他改进了测电子的仪器,利用磁场作用,制成了一种磁分离器(质谱仪的前身)。当他用氖气进行测定时,无论氖怎样提纯,在屏上得到的却是两条抛物线,一条代表质量为20的氖,另一条则代表质量为22的氖。这就是第一次发现的稳定同位素,即无放射性的同位素。当F.W. 阿斯顿制成第一台质谱仪后,进一步证明,氖确实具有原子质量不同的两种同位素,并从其他70多种元素中发现了200多种同位素。到目前为止,己发现的元素有109种,只有20种元素未发现稳定的同位素,但所有的元素都有放射性同位素。大多数的天然元素都是由几种同位素组成的混合物,稳定同位素约300多种,而放射性同位素竟达1500种以上。

1932年提出原子核的中子一质子理论以后,才进一步弄清,同位素就是一种元素存在着质子数相同而中子数不同的几种原子。由于质子数相同,所以它们的核电荷和核外电子数都是相同的(质子数=核电荷数=核外电子数),并具有相同电子层结构。因此,同位素的化学性质是相同的,但由于它们的中子数不同,这就造成了各原子质量会有所不同,涉及原子核的某些物理性质(如放射性等),也有所不同。一般来说,质子数为偶数的元素,可有较多的稳定同位素,而且通常不少于3个,而质子数为奇数的元素,一般只有一个稳定核素,其稳定同位素从不会多于两个,这是由核子的结合能所决定的。

同位素的发现,使人们对原子结构的认识更深一步。这不仅使元素概念有了新的含义,而且使相对原子质量的基准也发生了重大的变革,再一次证明了决定元素化学性质的是质子数(核电荷数),而不是原子质量数。

同位素特征分布意义

一、理解同位素的定义:

⒈ 定义:质子数相同,中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素,即同一元素的不同核素间互称同位素。

例如:1H、2H、3H就互为同位素,它们在周期表中处于同一位置上。

⒉ 特点:

⑴ 结构上,质子数相同而中子数不同。

⑵ 性质上,化学性质几乎完全相同,只是某些物理性质略有不同。

⑶ 存在上,在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,同位素的原子(个数不是质量)百分含量一般是不变的(即丰度一定)。

⒊ 注意“六同三不同”

六同:同一元素,质子数相同,核电荷数相同,核外电子数相同,在周期表的位置相同,化学性质相同。

三不同:质子数不同,质量数不同,物理性质不同。

二、抓住同位素的特征

⒈ 相同存在形态的同位素,原子、单质及其构成的化合物化学性质几乎完全相同,物理性质不同。同位素构成的化合物是不同的化合物,如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同,物理性质(如密度)有所不同,但化学性质几乎完全相同。

⒉ 同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种:H2、D2、T2、HD、HT、DT,它们的物理性质(如密度)有所不同,但化学性质几乎完全相同。

⒊ 天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。

⒋ 同种元素,可以有若干种不同的核素。(元素:118种,核素:1800种)

⒌ 同位素是同一元素的不同原子之间的互相称谓,不指具体的原子。

⒍ 同一种元素的不同同位素原子其质量数不同,核外电子层结构相同。

三、搞清楚元素、同位素与核素的比较

1.元素:是同一类原子的总称,即具有相同核电荷数的一类原子的总称。

元素是以核电荷数为标准而对原子进行分类的,也就是说原子的核电荷数决定着元素的种类。因此,不同种的元素具有不同的核电荷数。例如:1:H元素、6:C元素、8:O元素等。

⒉ 同位素:质子数相同,中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素,即同一元素的不同核素间互称同位素。

例如:1H、2H、3H就互为同位素,它们在周期表中处于同一位置上。

⒊ 核素:是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。

核素是指某种原子,有多少种原子就有多少种核素。例如:1H、2H、3H是3种不同的核素,但都属于H元素。

⒋ 比较

⑴ “三素”研究的范围不同:

① 元素是宏观概念,对同类原子而言;

② 核素是微观概念,对某种元素的原子而言;

③ 同位素是微观概念,对某种元素的几种原子间的关系而言。

⑵ 同位素是原子的互称,同位素的研究对象是原子,绝大多数的元素有同位素,只较少数的没有,如:Na、Al、F等。同素异形体的研究对象是单质,所以,2H2和3H2既不是同位素也不是同素异形体,可看成是同种分子。因此,核素的种类大于元素的种类。

⑶ 一种元素可以有若干种不同的核素,也可以有一种核素,有多少种核素就有多少种原子。至今已发现了一百多种元素,但发现的原子远多于一百多种。

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