اسلاید 3

• یک اتم هر عنصر شیمیایی از یک هسته با بار مثبت و ابری از الکترون های با بار منفی در اطراف آن تشکیل شده است. موقعیت یک عنصر شیمیایی در جدول تناوبی مندلیف (شماره سریال آن) با بار هسته اتم های آن تعیین می شود. بر اساس بیان مجازی F. Soddy، اتم های ایزوتوپ ها "بیرون" یکسان هستند، اما "درون" متفاوت هستند.

اسلاید 4

• در سال 1932، یک نوترون کشف شد - ذره ای که بار ندارد، با جرمی نزدیک به جرم هسته یک اتم هیدروژن - یک پروتون، و یک مدل پروتون-نوترونی از هسته ایجاد شد تعریف نهایی مدرن از مفهوم ایزوتوپ ها را ایجاد کرد: ایزوتوپ ها موادی هستند که هسته اتمی آنها از همان تعداد پروتون تشکیل شده است و فقط در تعداد نوترون های هسته با هم تفاوت دارند. هر ایزوتوپ معمولاً با مجموعه ای از نمادها نشان داده می شود، که در آن X نماد عنصر شیمیایی است، Z بار هسته اتم (تعداد پروتون ها)، A تعداد جرم ایزوتوپ (تعداد کل پروتون ها) است. و نوترون ها در هسته، A = Z + N). از آنجایی که به نظر می رسد بار هسته ای به طور منحصر به فردی با نماد عنصر شیمیایی مرتبط است، نماد AX اغلب برای مخفف استفاده می شود.
• از بین تمام ایزوتوپ هایی که ما می شناسیم، فقط ایزوتوپ های هیدروژن نام های خاص خود را دارند. بنابراین ایزوتوپ های 2H و 3H دوتریوم و تریتیوم نامیده می شوند.

اسلاید 5

• در طبیعت، هم ایزوتوپ های پایدار و هم ایزوتوپ های ناپایدار - رادیواکتیو وجود دارد که هسته اتم های آنها با انتشار ذرات مختلف در معرض تبدیل خود به خود به هسته های دیگر هستند. در حال حاضر حدود 270 ایزوتوپ پایدار شناخته شده است. تعداد ایزوتوپ های ناپایدار بیش از 2000 است، اکثریت قریب به اتفاق آنها به طور مصنوعی در نتیجه واکنش های هسته ای مختلف به دست می آیند. تعداد ایزوتوپ های رادیواکتیو بسیاری از عناصر بسیار زیاد است و می تواند بیش از دوجین باشد. تعداد ایزوتوپ های پایدار به طور قابل توجهی کمتر است. بیشترین تعداد ایزوتوپ پایدار - 10 - در قلع یافت شد، به عنوان مثال در آهن 4 و در جیوه - 7 وجود دارد.

اسلاید 6

کشف ایزوتوپ ها

• در سال 1808، جان دالتون، دانشمند انگلیسی، طبیعت شناس، برای اولین بار تعریف عنصر شیمیایی را به عنوان ماده ای متشکل از اتم هایی از همان نوع ارائه کرد. در سال 1869 شیمیدان D.I مندلیف قانون تناوبی عناصر شیمیایی را کشف کرد. یکی از مشکلات در اثبات مفهوم عنصر به عنوان ماده ای که مکان مشخصی را در یک سلول جدول تناوبی اشغال می کند، وزن اتمی غیر صحیح عناصر به طور تجربی مشاهده شده بود. در سال 1866، فیزیکدان و شیمیدان انگلیسی سر ویلیام کروکس این فرضیه را مطرح کرد که هر عنصر شیمیایی طبیعی مخلوط معینی از مواد است که از نظر خواص یکسان هستند، اما جرم اتمی متفاوتی دارند، اما در آن زمان چنین فرضی هنوز وجود نداشت. تایید تجربی

اسلاید 7

• گام مهمی در جهت کشف ایزوتوپ ها، کشف پدیده رادیواکتیویته و فرضیه واپاشی رادیواکتیو بود که توسط ارنست رادرفورد و فردریک سودی فرموله شد: رادیواکتیویته چیزی نیست جز تجزیه یک اتم به یک ذره باردار و یک اتم عنصر دیگر. ، از نظر خواص شیمیایی با نمونه اصلی متفاوت است. در نتیجه، ایده سری های رادیواکتیو یا خانواده های رادیواکتیو به وجود آمد که در ابتدای آن اولین عنصر والد که رادیواکتیو است و در پایان آخرین عنصر پایدار وجود دارد. تجزیه و تحلیل زنجیره های تبدیل نشان داد که در طول دوره آنها، همان عناصر رادیواکتیو، که فقط در جرم اتمی متفاوت هستند، می توانند در یک سلول جدول تناوبی ظاهر شوند. در واقع این به معنای معرفی مفهوم ایزوتوپ بود.

اسلاید 8

• تأیید مستقل وجود ایزوتوپ‌های پایدار سپس در آزمایش‌های تامسون و استون در سال‌های 1912-1920 با پرتوهایی از ذرات باردار مثبت که از یک لوله تخلیه بیرون می‌آمدند، به دست آمد.
• در سال 1919، آستون ابزاری به نام طیف‌نگار جرمی طراحی کرد. نسبت -به جرم (صرف نظر از سرعت آنها) در همان نقطه روی صفحه نمایش. در نتیجه استفاده و بهبود بعدی طیف‌سنج‌های جرمی با تلاش بسیاری از محققان، تا سال 1935 جدول تقریباً کاملی از ترکیبات ایزوتوپی عناصر شیمیایی تهیه شد.

اسلاید 9

کاربرد ایزوتوپ ها

• ایزوتوپ های مختلف عناصر شیمیایی به طور گسترده در تحقیقات علمی، در زمینه های مختلف صنعت و کشاورزی، در انرژی هسته ای، زیست شناسی و پزشکی مدرن، در مطالعات زیست محیطی و سایر زمینه ها استفاده می شود. تحقیقات علمی به مقادیر کمی از ایزوتوپ های کمیاب از عناصر مختلف نیاز دارد که بر حسب گرم و حتی میلی گرم در سال اندازه گیری می شود. در عین حال، برای تعدادی از ایزوتوپ‌های پرکاربرد در انرژی هسته‌ای، پزشکی و سایر صنایع، نیاز به تولید آنها می‌تواند به کیلوگرم و حتی تن برسد. در تحقیقات علمی، ایزوتوپ های پایدار و رادیواکتیو به طور گسترده ای به عنوان ردیاب ایزوتوپی در مطالعه طیف گسترده ای از فرآیندهای رخ داده در طبیعت استفاده می شوند. در کشاورزی، از ایزوتوپ ها استفاده می شود، به عنوان مثال، برای مطالعه فرآیندهای فتوسنتز، قابلیت هضم کودها و تعیین کارایی گیاهان با استفاده از نیتروژن، فسفر، عناصر ریز و سایر مواد.

اسلاید 10

• فناوری ایزوتوپ به طور گسترده در پزشکی استفاده می شود. به این ترتیب در ایالات متحده آمریکا طبق آمار روزانه بیش از 36 هزار عمل پزشکی و حدود 100 میلیون آزمایش آزمایشگاهی با استفاده از ایزوتوپ ها انجام می شود. رایج ترین روش ها شامل توموگرافی کامپیوتری است. ایزوتوپ کربن C13، غنی شده به 99٪ (محتوای طبیعی حدود 1٪)، به طور فعال در به اصطلاح "پایش تنفس تشخیصی" استفاده می شود. ماهیت آزمون بسیار ساده است. ایزوتوپ غنی شده به غذای بیمار وارد می شود و پس از شرکت در فرآیند متابولیک در اندام های مختلف بدن، به صورت دی اکسید کربن CO2 بازدمی توسط بیمار آزاد می شود که با استفاده از طیف سنج جمع آوری و آنالیز می شود. تفاوت در سرعت فرآیندهای مرتبط با آزادسازی مقادیر مختلف دی اکسید کربن که با ایزوتوپ C13 برچسب گذاری شده است، قضاوت در مورد وضعیت اندام های مختلف بیمار را ممکن می سازد. در ایالات متحده، تعداد بیمارانی که تحت این آزمایش قرار می گیرند، سالانه 5 میلیون نفر تخمین زده می شود. روش های جداسازی لیزری اکنون برای تولید ایزوتوپ C13 بسیار غنی شده در مقیاس صنعتی استفاده می شود.

برای استفاده از پیش نمایش ارائه، یک حساب Google ایجاد کنید و وارد آن شوید: https://accounts.google.com

شرح اسلاید:

KOU VO "TSLPDO" ISOTOPES ارائه برای درس شیمی کلاس هشتم تهیه شده توسط معلم Olkhovikova G.P. مشاور فنی Olkhovikova S.M. 2016

مفاهیم اساسی ایزوتوپ ها جرم اتمی نسبی عدد ترتیبی هسته پروتون نوترون الکترون میانگین حسابی

ایزوتوپ ها اتم های یک عنصر شیمیایی با بارهای هسته ای یکسان، اما جرم های اتمی نسبی متفاوت به دلیل تعداد نوترون های مختلف در هسته هستند. جرم اتمی نسبی نشان می دهد که چند برابر جرم یک اتم یک عنصر شیمیایی بیشتر از 1/12 جرم اتم کربن است. نیازی به به خاطر سپردن مقادیر جرم اتمی نسبی عناصر شیمیایی نیست. مندلیف. شماره سریال عنصر در جدول D.I. مندلیف با تعداد پروتون های هسته یک اتم مطابقت دارد. اتم کوچکترین ذره ماده است که از یک هسته و الکترون تشکیل شده است.

هسته بخش مرکزی اتم است که از پروتون ها و نوترون ها تشکیل شده است که بخش عمده ای از جرم اتم در آن متمرکز است. پروتون یک ذره بنیادی با بار 1+ و جرم نسبی برابر با یک است. نوترون ذره ای است که وارد هسته اتم می شود، فاقد بار الکتریکی است و جرم نسبی آن برابر با واحد است. الکترون کوچکترین ذره یک ماده با بار الکتریکی منفی e=1.6·10-19 کولن است که به عنوان بار الکتریکی اولیه (-1) در نظر گرفته می شود.

نوترون + - پروتون 16 - - الکترون اکسیژن از سه ایزوتوپ – , و تشکیل شده است. اتم ها دارای تعداد مساوی پروتون هستند، اما در محتوای نوترون ها متفاوت هستند. پروتون های ایزوتوپی شماره نوترون ها شماره 8 8 8 9 8 10 ایزوتوپ پروتون ها شماره نوترون ها شماره 8 8 8 9 8 10 - - - - - - - - + + + + + + + + + + 1 8 - - - - - - - - + + + + + + + +

99.76% 0 . 203٪ 0. 037% غلظت ایزوتوپ های اکسیژن در مولکول های آب متفاوت است ترکیب ایزوتوپی مواد با استفاده از آب به عنوان مثال (H2O)

آب طبیعی را می توان مخلوطی از یک جزء کم جوش H 2 16 O با نقطه جوش (در فشار معمولی) 100 0 C و یک جزء H 2 18 O با جوش بالا با نقطه جوش 100.15 0 C در نظر گرفت. O-16 (t 0 C = 100.0 0 C) O-18 (t 0 C = 100.15 0 C) H 2 O H 2 16 O H 2 16 O H 2 16 O H 2 18 O H 2 18 O H 2 18 O

اهمیت ایزوتوپ ها برای فعالیت های عملی انسان ایزوتوپ ها در بسیاری از زمینه های زندگی انسان نقش بسزایی دارند، از جمله: پزشکی (تشخیص و درمان سرطان) علوم پایه (تولید و مطالعه نوترینوها ("ماده تاریک") الکترونیک (نیمه هادی ها، تجهیزات) تحقیقات محیطی (خاک، کودها)

تست های امتحانی 1. اتم چیست؟ ساختار آن چیست؟ 2. چگونه می توان تعداد پروتون های یک اتم را تعیین کرد؟ تعداد الکترون ها؟ 3. چگونه می توان تعداد نوترون های یک اتم را تعیین کرد؟ 4. معنی مفهوم «ایزوتوپ» را با استفاده از مثال عنصر شیمیایی اکسیژن توضیح دهید.

سوالات آزمون 4. ترکیب ایزوتوپی چگونه بر خواص فیزیکی مواد تأثیر می گذارد؟ 5. ایزوتوپ ها در چه زمینه هایی از فعالیت عملی استفاده می شوند؟ مشق شب. مطابق با سوال پنجم پیامی تهیه کنید.

ادبیات 1. ایزوتوپ ها: خواص، آماده سازی، کاربرد، جلد 1 - م.: FIZMATLIT، 2005. - 600 ص. 2. ایزوتوپ ها: خواص، آماده سازی، کاربرد، جلد 2 - Baranov V.Yu. FIZMATLIT, Moscow, 2005, 728 pp., UDC: 546.02+621.039.8, ISBN: 5-9221-0523-X 3. ایزوتوپ ها، خواص و کاربرد آنها http://www.muctr.ru/univsubs/infacol /ifh /faculties/f4/isotops.php 4. Radzig A.A., Smirnoe B.M. پارامترهای اتم ها و یون های اتمی فهرست راهنما. - M.: Energoatomizdat, 1986. - 344 p.

با موضوع: تحولات روش شناختی، ارائه ها و یادداشت ها

ایزوتوپ ها

ارائه را می توان هنگام بررسی تکالیف برای بررسی سطح تسلط دانش آموز بر مطالب استفاده کرد ...

کارت اطلاعات فیزیک کلاس دوازدهم. ایزوتوپ ها

ارائه مختصری از مبحث ایزوتوپ ها در پایه دوازدهم عصر (نوبتی). از مطالب اینترنتی استفاده شد ....

توسعه روش شناختی یک درس یکپارچه در فیزیک + علوم کامپیوتر "ساختار اتم، انرژی اتصال هسته های اتمی، رادیواکتیویته. کاربرد ایزوتوپ های رادیواکتیو" برای حرفه کنترل کننده بانک

این درس در پایان مطالعه بخش فیزیک "رادیواکتیویته" داده می شود که برای آن 8 ساعت به عنوان تعمیم و نظام مندی دانش در مورد بخش مورد مطالعه اختصاص داده شده است. در طول درس برای حل مسائل از...