Isótopos. Apresentação "isótopos e suas aplicações" Apresentação de isótopos e suas aplicações
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Diapositivo 3
Isótopos São variedades de um determinado elemento químico, diferindo na massa dos núcleos atômicos. Estas são variedades de átomos (e núcleos) do mesmo elemento químico com diferentes números de nêutrons no núcleo.
Diapositivo 4
História da descoberta dos isótopos A primeira evidência de que substâncias com o mesmo comportamento químico podem ter propriedades físicas diferentes foi obtida a partir do estudo das transformações radioativas de átomos de elementos pesados. Em 1906-07, descobriu-se que o produto do decaimento radioativo do urânio - iônio e o produto do decaimento radioativo do tório - radiotório, têm as mesmas propriedades químicas do tório, mas diferem dele na massa atômica e nas características do decaimento radioativo. Mais tarde, foi descoberto que todos os três produtos tinham espectros ópticos e de raios X idênticos.
Diapositivo 5
Substâncias idênticas nas propriedades químicas, mas diferentes na massa dos átomos e em algumas propriedades físicas, por sugestão do cientista inglês F. Soddy, passaram a ser chamadas de isótopos.
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Isótopos de Hidrogênio O hidrogênio ocorre na forma de três isótopos, que possuem nomes individuais: 1H - prótio (H), 2H - deutério (D), 3H - trítio (T; radioativo). O prótio e o deutério são isótopos estáveis com números de massa 1 e 2. Seu conteúdo na natureza é de 99,98% e 0,01%, respectivamente. Esta proporção pode variar ligeiramente dependendo da fonte e do método de produção de hidrogênio.
Diapositivo 7
Isótopos de hidrogênio 3 H - trítio (T) radioativo). O isótopo de hidrogênio 3H (trítio) é instável. Sua meia-vida é de 12,32 anos. O trítio ocorre naturalmente em quantidades muito pequenas.
Diapositivo 8
os isótopos estão localizados no mesmo lugar (na mesma célula) da tabela periódica. 16 17 18 O, O, O - três isótopos estáveis de oxigênio Todos os isótopos de um elemento têm a mesma carga nuclear (o oxigênio tem 8), diferindo apenas no número de nêutrons. Normalmente um isótopo é indicado pelo símbolo do elemento químico ao qual pertence, com a adição de um índice superior esquerdo indicando o número de massa
Diapositivo 9
Isótopos radioativos são isótopos cujos núcleos são instáveis e sofrem decaimento radioativo. A maioria dos isótopos conhecidos são radioativos (apenas cerca de 300 dos mais de 3.000 nuclídeos conhecidos pela ciência são estáveis). Qualquer elemento químico possui pelo menos vários isótopos radioativos, enquanto, ao mesmo tempo, nem todos os elementos possuem pelo menos um isótopo estável; Assim, todos os isótopos conhecidos de todos os elementos que vêm depois do chumbo na tabela periódica são radioativos.
“Obtenção de isótopos radioativos” - Medicina. Aplicação de isótopos radioativos. Indústria. Este método é usado para determinar a idade das múmias egípcias e dos restos de incêndios pré-históricos. Isótopos radioativos são fontes de radiação. O método dos “átomos marcados” tornou-se um dos mais eficazes. Isótopos radioativos em arqueologia. Elementos que não existem na natureza.
“Hidrogênio na tabela periódica” - Átomo de hidrogênio. Posição do hidrogênio na tabela periódica. 2) Redução: Reação redox entre hidrogênio e flúor. Gás explosivo. 1)Oxidação:
“Isótopos de Silício” - Silício purificado por zona. Distribuição do isótopo silício-29 ao longo do comprimento da semente. Separação de isótopos de silício. Diluição de isótopos durante o crescimento de um único cristal em um cadinho de quartzo. Monocristal de silício natural. Preparação de uma haste de substrato a partir de silício monoisotópico. - Experimente. Composição de impurezas do silício monoisotópico monocristalino.
“Átomo de hidrogênio” – Seu conteúdo na crosta terrestre chega a 0,15% de sua massa. Suas propriedades são mais semelhantes às dos halogênios do que aos metais alcalinos. Configuração eletrônica 1s1. O hidrogênio ocupa o primeiro lugar na tabela periódica (Z = 1). Propriedades quimicas. A uma temperatura de -252,8°C e à pressão atmosférica passa ao estado líquido.
“Elementos radioativos” - Tratamento hidrotérmico do gel de TiO2·nH2O (T = 110 – 250 ? C; t = 20 h). Desde 12 de abril de 2008 Site www.nanometer.ru Competição de emblemas. +2H+. H2O. Produção 105/t Estoques 5· 108/t. OH. Ti. Grafite, ânodo. Pontes de estanho. Formas naturais, obtenção. Cadinho C ou ti (cátodo). Ti, Zr, Hf, Rf (Th). O. O H. Química dos elementos do grupo IV DPVPS.
“Aplicação de isótopos” - Sobre radiação. Energia atômica e uso de isótopos radioativos artificiais. Aplicação de elementos radioativos naturais. O uso de isótopos em diagnóstico. Uso terapêutico de isótopos. O uso de elementos radioativos artificiais. Usos terapêuticos do rádio Determinando a idade da Terra. Aplicação de isótopos no estudo da nutrição vegetal.
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Apresentação sobre o tema:
Diapositivo nº 1
Descrição do slide:
Diapositivo nº 2
Descrição do slide:
ISÓTOPOS são variedades do mesmo elemento químico que são semelhantes em suas propriedades físico-químicas, mas possuem massas atômicas diferentes. O nome “isótopos” foi proposto em 1912 pelo radioquímico inglês Frederick Soddy, que o formou a partir de duas palavras gregas: isos - idêntico e topos - lugar. Os isótopos ocupam o mesmo lugar na célula da tabela periódica dos elementos de Mendeleev.
Diapositivo nº 3
Descrição do slide:
Um átomo de qualquer elemento químico consiste em um núcleo carregado positivamente e uma nuvem de elétrons carregados negativamente ao seu redor. A posição de um elemento químico na tabela periódica de Mendeleev (seu número de série) é determinada pela carga do núcleo de seus átomos. Segundo a expressão figurativa de F. Soddy, os átomos dos isótopos são iguais “por fora”, mas diferentes “por dentro”.
Diapositivo nº 4
Descrição do slide:
Em 1932, foi descoberto o nêutron - uma partícula sem carga, com massa próxima à massa do núcleo de um átomo de hidrogênio - um próton, e foi criado um modelo próton-nêutron do núcleo. Como resultado, a ciência estabeleceu a definição moderna final do conceito de isótopos: isótopos são substâncias cujos núcleos atômicos consistem no mesmo número de prótons e diferem apenas no número de nêutrons no núcleo. Cada isótopo é geralmente denotado por um conjunto de símbolos, onde X é o símbolo do elemento químico, Z é a carga do núcleo atômico (o número de prótons), A é o número de massa do isótopo (o número total de prótons). e nêutrons no núcleo, A = Z + N). Como a carga nuclear parece estar exclusivamente associada ao símbolo do elemento químico, o símbolo AX é frequentemente usado como abreviação. De todos os isótopos que conhecemos, apenas os isótopos de hidrogênio têm seus próprios nomes. Assim, os isótopos 2H e 3H são chamados de deutério e trítio.
Deslize nº 5
Descrição do slide:
Na natureza, existem isótopos estáveis e instáveis - os radioativos, cujos núcleos de átomos estão sujeitos à transformação espontânea em outros núcleos com a emissão de diversas partículas. Cerca de 270 isótopos estáveis são agora conhecidos. O número de isótopos instáveis ultrapassa 2.000, a grande maioria deles são obtidos artificialmente como resultado de várias reações nucleares. O número de isótopos radioativos de muitos elementos é muito grande e pode ultrapassar duas dúzias. O número de isótopos estáveis é significativamente menor; alguns elementos químicos consistem em apenas um isótopo estável (berílio, flúor, sódio, alumínio, fósforo, manganês, ouro, etc.). O maior número de isótopos estáveis - 10 - foi encontrado no estanho, por exemplo, no ferro são 4 e no mercúrio - 7.
Deslize nº 6
Descrição do slide:
Descoberta de isótopos Em 1808, o cientista naturalista inglês John Dalton introduziu pela primeira vez a definição de elemento químico como uma substância constituída por átomos do mesmo tipo. Em 1869, o químico D.I. Mendeleev descobriu a lei periódica dos elementos químicos. Uma das dificuldades em fundamentar o conceito de elemento como uma substância que ocupa um determinado lugar em uma célula da tabela periódica foram os pesos atômicos não inteiros dos elementos observados experimentalmente. Em 1866, o físico e químico inglês Sir William Crookes apresentou a hipótese de que cada elemento químico natural é uma certa mistura de substâncias idênticas em suas propriedades, mas com massas atômicas diferentes, mas naquela época tal suposição ainda não existia. confirmação experimental.
Deslize nº 7
Descrição do slide:
Um passo importante para a descoberta dos isótopos foi a descoberta do fenômeno da radioatividade e da hipótese do decaimento radioativo formulada por Ernst Rutherford e Frederick Soddy: a radioatividade nada mais é do que o decaimento de um átomo em uma partícula carregada e um átomo de outro elemento , diferente em suas propriedades químicas do original. Como resultado, surgiu a ideia de séries radioativas ou famílias radioativas, no início das quais está o primeiro elemento pai, que é radioativo, e no final - o último elemento estável. A análise das cadeias de transformações mostrou que durante seu curso, os mesmos elementos radioativos, diferindo apenas nas massas atômicas, podem aparecer em uma célula da tabela periódica. Na verdade, isso significou a introdução do conceito de isótopos.
Deslize nº 8
Descrição do slide:
A confirmação independente da existência de isótopos estáveis foi então obtida em experimentos de Thomson e Aston em 1912–1920 com feixes de partículas carregadas positivamente emergindo de um tubo de descarga. Em 1919, Aston construiu um instrumento chamado espectrógrafo de massa. A fonte de íons ainda usava um tubo de descarga, mas Aston descobriu uma maneira pela qual a deflexão sucessiva de um feixe de partículas em campos elétricos e magnéticos levava à focagem de partículas com a mesma relação carga-massa (independentemente de sua velocidade) em o mesmo ponto na tela. Como resultado do subsequente uso e aprimoramento dos espectrômetros de massa através dos esforços de muitos pesquisadores, em 1935 foi compilada uma tabela quase completa das composições isotópicas dos elementos químicos.
Deslize nº 9
Descrição do slide:
Deslize nº 10
Descrição do slide:
As tecnologias isotópicas são amplamente utilizadas na medicina. Assim, nos EUA, segundo as estatísticas, são realizados mais de 36 mil procedimentos médicos por dia e cerca de 100 milhões de exames laboratoriais com isótopos. Os procedimentos mais comuns envolvem tomografia computadorizada. O isótopo de carbono C13, enriquecido a 99% (conteúdo natural de cerca de 1%), é ativamente utilizado no chamado “monitoramento diagnóstico da respiração”. A essência do teste é muito simples. O isótopo enriquecido é introduzido na alimentação do paciente e, após participar do processo metabólico em diversos órgãos do corpo, é liberado na forma de dióxido de carbono CO2 exalado pelo paciente, que é coletado e analisado por meio de um espectrômetro. As diferenças nas taxas de processos associados à liberação de diferentes quantidades de dióxido de carbono, marcado com o isótopo C13, permitem avaliar o estado dos diversos órgãos do paciente. Nos EUA, o número de pacientes que serão submetidos a este teste é estimado em 5 milhões por ano. Métodos de separação a laser são agora usados para produzir isótopo C13 altamente enriquecido em escala industrial.
Diapositivo nº 11
Descrição do slide:
Diapositivo 2
- ISÓTOPOS são variedades do mesmo elemento químico que são semelhantes em suas propriedades físico-químicas, mas possuem massas atômicas diferentes. O nome “isótopos” foi proposto em 1912 pelo radioquímico inglês Frederick Soddy, que o formou a partir de duas palavras gregas: isos - idêntico e topos - lugar. Os isótopos ocupam o mesmo lugar na célula da tabela periódica dos elementos de Mendeleev.
Diapositivo 3
- Um átomo de qualquer elemento químico consiste em um núcleo carregado positivamente e uma nuvem de elétrons carregados negativamente ao seu redor. A posição de um elemento químico na tabela periódica de Mendeleev (seu número de série) é determinada pela carga do núcleo de seus átomos. Segundo a expressão figurativa de F. Soddy, os átomos dos isótopos são iguais “por fora”, mas diferentes “por dentro”.
Diapositivo 4
- Em 1932, foi descoberto um nêutron - uma partícula sem carga, com massa próxima à massa do núcleo de um átomo de hidrogênio - um próton, e um modelo próton-nêutron do núcleo foi criado. estabeleceu a definição moderna final do conceito de isótopos: isótopos são substâncias cujos núcleos atômicos consistem no mesmo número de prótons e diferem apenas no número de nêutrons no núcleo. Cada isótopo é geralmente denotado por um conjunto de símbolos, onde X é o símbolo do elemento químico, Z é a carga do núcleo atômico (o número de prótons), A é o número de massa do isótopo (o número total de prótons). e nêutrons no núcleo, A = Z + N). Como a carga nuclear parece estar exclusivamente associada ao símbolo do elemento químico, o símbolo AX é frequentemente usado como abreviatura.
- De todos os isótopos que conhecemos, apenas os isótopos de hidrogênio têm seus próprios nomes. Assim, os isótopos 2H e 3H são chamados de deutério e trítio.
Diapositivo 5
- Na natureza, existem isótopos estáveis e instáveis - os radioativos, cujos núcleos de átomos estão sujeitos à transformação espontânea em outros núcleos com a emissão de diversas partículas. Cerca de 270 isótopos estáveis são agora conhecidos. O número de isótopos instáveis ultrapassa 2.000, a grande maioria deles são obtidos artificialmente como resultado de várias reações nucleares. O número de isótopos radioativos de muitos elementos é muito grande e pode ultrapassar duas dúzias. O número de isótopos estáveis é significativamente menor; alguns elementos químicos consistem em apenas um isótopo estável (berílio, flúor, sódio, alumínio, fósforo, manganês, ouro, etc.). O maior número de isótopos estáveis - 10 - foi encontrado no estanho, por exemplo, no ferro são 4 e no mercúrio - 7.
Diapositivo 6
Descoberta de isótopos
- Em 1808, o cientista naturalista inglês John Dalton introduziu pela primeira vez a definição de elemento químico como uma substância constituída por átomos do mesmo tipo. Em 1869, o químico D. I. Mendeleev descobriu a lei periódica dos elementos químicos. Uma das dificuldades em fundamentar o conceito de elemento como uma substância que ocupa um determinado lugar em uma célula da tabela periódica foram os pesos atômicos não inteiros dos elementos observados experimentalmente. Em 1866, o físico e químico inglês Sir William Crookes apresentou a hipótese de que cada elemento químico natural é uma certa mistura de substâncias idênticas em suas propriedades, mas com massas atômicas diferentes, mas naquela época tal suposição ainda não existia. confirmação experimental.
Diapositivo 7
- Um passo importante para a descoberta dos isótopos foi a descoberta do fenômeno da radioatividade e da hipótese do decaimento radioativo formulada por Ernst Rutherford e Frederick Soddy: a radioatividade nada mais é do que o decaimento de um átomo em uma partícula carregada e um átomo de outro elemento , diferente em suas propriedades químicas do original. Como resultado, surgiu a ideia de séries radioativas ou famílias radioativas, no início das quais está o primeiro elemento pai, que é radioativo, e no final - o último elemento estável. A análise das cadeias de transformações mostrou que durante seu curso, os mesmos elementos radioativos, diferindo apenas nas massas atômicas, podem aparecer em uma célula da tabela periódica. Na verdade, isso significou a introdução do conceito de isótopos.
Diapositivo 8
- A confirmação independente da existência de isótopos estáveis foi então obtida em experimentos de Thomson e Aston em 1912–1920 com feixes de partículas carregadas positivamente emergindo de um tubo de descarga.
- Em 1919, Aston projetou um instrumento chamado espectrógrafo de massa. A fonte de íons ainda usava um tubo de descarga, mas Aston descobriu uma maneira pela qual a deflexão sucessiva de um feixe de partículas em campos elétricos e magnéticos levava à focagem de partículas com a mesma carga. -relação massa (independentemente da velocidade) no mesmo ponto da tela. Como resultado do subsequente uso e aprimoramento dos espectrômetros de massa através dos esforços de muitos pesquisadores, em 1935 foi compilada uma tabela quase completa das composições isotópicas dos elementos químicos.
Diapositivo 9
Aplicação de isótopos
- Vários isótopos de elementos químicos são amplamente utilizados na pesquisa científica, em vários campos da indústria e da agricultura, na energia nuclear, na biologia moderna e na medicina, em estudos ambientais e outros campos. A pesquisa científica requer pequenas quantidades de isótopos raros de vários elementos, medidos em gramas e até miligramas por ano. Ao mesmo tempo, para uma série de isótopos amplamente utilizados na energia nuclear, na medicina e em outras indústrias, a necessidade de sua produção pode chegar a muitos quilogramas e até toneladas. Na pesquisa científica, isótopos estáveis e radioativos são amplamente utilizados como traçadores isotópicos no estudo de uma ampla variedade de processos que ocorrem na natureza. Na agricultura, os isótopos são utilizados, por exemplo, para estudar os processos de fotossíntese, a digestibilidade dos fertilizantes e para determinar a eficiência das plantas no uso de nitrogênio, fósforo, microelementos e outras substâncias.
Diapositivo 10
- As tecnologias isotópicas são amplamente utilizadas na medicina. Assim, nos EUA, segundo as estatísticas, são realizados mais de 36 mil procedimentos médicos por dia e cerca de 100 milhões de exames laboratoriais com isótopos. Os procedimentos mais comuns envolvem tomografia computadorizada. O isótopo de carbono C13, enriquecido a 99% (conteúdo natural de cerca de 1%), é ativamente utilizado no chamado “monitoramento diagnóstico da respiração”. A essência do teste é muito simples. O isótopo enriquecido é introduzido na alimentação do paciente e, após participar do processo metabólico em diversos órgãos do corpo, é liberado na forma de dióxido de carbono CO2 exalado pelo paciente, que é coletado e analisado por meio de um espectrômetro. As diferenças nas taxas de processos associados à liberação de diferentes quantidades de dióxido de carbono, marcado com o isótopo C13, permitem avaliar o estado dos diversos órgãos do paciente. Nos EUA, o número de pacientes que serão submetidos a este teste é estimado em 5 milhões por ano. Métodos de separação a laser são agora usados para produzir isótopo C13 altamente enriquecido em escala industrial.
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Legendas dos slides:
KOU VO "TSLPDO" ISÓTOPOS Apresentação para a aula de Química 8ª série Elaborado pela professora Olkhovikova G.P. Consultor técnico Olkhovikova S.M. 2016
Conceitos básicos Isótopos Massa atômica relativa Número ordinal Núcleo Próton Nêutron Elétron Média aritmética
Isótopos são átomos do mesmo elemento químico com cargas nucleares idênticas, mas massas atômicas relativas diferentes devido a diferentes números de nêutrons no núcleo. A massa atômica relativa mostra quantas vezes a massa de um átomo de um elemento químico é maior que 1/12 da massa de um átomo de carbono. Não há necessidade de memorizar os valores das massas atômicas relativas dos elementos químicos, eles são fornecidos em qualquer livro ou livro de referência de química, bem como na tabela periódica de D.I. Mendeleiev. O número de série do elemento na tabela D.I. Mendeleev corresponde ao número de prótons no núcleo de um átomo. Um átomo é a menor partícula de matéria, consistindo de um núcleo e elétrons.
O núcleo é a parte central do átomo, consistindo de prótons e nêutrons, na qual está concentrada a maior parte da massa do átomo. Um próton é uma partícula elementar com carga +1 e massa relativa igual a um. Um nêutron é uma partícula que entra no núcleo de um átomo, desprovida de carga elétrica e com massa relativa igual à unidade. Um elétron é a menor partícula de uma substância com carga elétrica negativa e=1,6·10-19 coulombs, tomada como carga elétrica elementar (-1) A média aritmética é a soma de todos os valores registrados, dividida pelo seu número.
Nêutron + - próton 16 - - elétron O oxigênio consiste em três isótopos – , e. Os átomos têm igual número de prótons, mas diferem no conteúdo de nêutrons. Número de prótons do isótopo Número de nêutrons 8 8 8 9 8 10 Número de prótons do isótopo Número de nêutrons 8 8 8 9 8 10 - - - - - - - - + + + + + + + + 1 8 - - - - - - - + + + + + + + +
99,76% 0 . 203% 0. 037% A concentração de isótopos de oxigênio nas moléculas de água é diferente. A composição isotópica de substâncias usando a água como exemplo (H 2 O) H 2 O
A água natural pode ser considerada como uma mistura de um componente de baixo ponto de ebulição H 2 16 O com ponto de ebulição (à pressão normal) de 100 0 C e um componente de alto ponto de ebulição H 2 18 O com ponto de ebulição de 100,15 0 C. 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
A importância dos isótopos para as atividades humanas práticas Os isótopos desempenham um papel significativo em muitas áreas da atividade humana, nomeadamente: Medicina (diagnóstico e tratamento do cancro) Ciências básicas (produção e estudo de neutrinos (“matéria escura”) Eletrónica (semicondutores, equipamentos) Pesquisa ambiental (solo, fertilizantes)
Testes de quiz 1. O que é um átomo? Qual é a sua estrutura? 2. Como determinar o número de prótons em um átomo? Número de elétrons? 3. Como determinar o número de nêutrons em um átomo? 4. Explique o significado do conceito de “isótopos” usando o exemplo do elemento químico oxigênio.
Questões do teste 4. Como a composição isotópica afeta as propriedades físicas das substâncias? 5. Em que áreas de atividade prática os isótopos são utilizados? Trabalho de casa. Prepare uma mensagem de acordo com a quinta questão.
Literatura 1.Isótopos: propriedades, preparação, aplicação, Volume 1 - M.: FIZMATLIT, 2005. - 600 p. 2.Isótopos: propriedades, preparação, aplicação, Volume 2 - Baranov V.Yu. FIZMATLIT, Moscou, 2005, 728 pp., UDC: 546.02+621.039.8, ISBN: 5-9221-0523-X 3. Isótopos, suas propriedades e aplicação http:// www.muctr.ru/univsubs/infacol /ifh /faculties/f4/isotops.php 4. Radzig A.A., Smirnoe BM. Parâmetros de átomos e íons atômicos. Diretório. - M.: Energoatomizdat, 1986. - 344 p.
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a apresentação pode ser usada na verificação de trabalhos de casa, para verificar o nível de domínio do aluno sobre o material...
Cartão de informações de física. 12 º ano de escolaridade. Isótopos.
Uma breve apresentação do tema “Isótopos” no 12º ano do ensino noturno (turno). Materiais da Internet foram usados....
Desenvolvimento metodológico de uma aula integrada de física + informática “Estrutura do átomo, energia de ligação dos núcleos atômicos, radioatividade. Aplicação de isótopos radioativos" para a profissão Controlador de banco
A aula é ministrada no final do estudo da secção de física “Radioactividade”, para a qual são atribuídas 8 horas, como generalização e sistematização do conhecimento sobre a secção estudada. Durante a aula, para resolver problemas, use...
