Đồng vị của một nguyên tố đặc biệt là các nguyên tử có cùng số proton nhưng có số neutron khác nhau. Ví dụ, 1H (Protium), 2H (deuterium), và 3H (tritium) là đồng vị của hydro, và 9 6C, 10 6C, 11 6C, 12 6C, 13 6C, 14 6C, 15 6C, 16 6C là các đồng vị của cacbon. Một đồng vị được quy định bởi ký hiệu hóa học và số khối của nó là một số trên bên trái. Số nguyên tử đôi khi được thêm vào như là chỉ số phụ trái.
Isotones là nguyên tử có cùng số neutron nhưng khác số proton. Ví dụ, 5 2He, 6
3Li,
74Be, 8 4Be, 8
5B, 9
6C và là isotones vì mỗi đồng vị chứa ba neutron. Isobars là các nguyên tử có cùng số nucleon nhưng khác nhau số proton và neutron. Ví dụ, 6
2He, 6 3Li, 6
4Be là isobars (A=6). Chất đồng phân (Isomers) đại diện cho trạng thái năng lượng khác nhau cho hạt nhân với cùng số proton và neutron. Sự khác nhau giữa các đồng vị, isotones, isobars, đồng phân được minh họa dưới đây:
9 Bài tập
1 – Số nguyên tử và khối lượng của đồng vị oxy với 16 nucleon là ? Tính độ hụt khối, năng lượng liên kết và năng lượng liên kết trên mỗi nucleon với giả thiết toàn bộ độ hụt khối có liên quan đến hạt nhân, khối lượng của nguyên tử là 15,9949 amu. 2 - Oxy tự nhiên có ba đồng vị có khối lượng nguyên tử của 15,9949, 16,9991 và 17,9992 và độ dư 2500:1:5, tương ứng. Xác định 3 số thập phân khối lượng trung bình nguyên tử oxy.
3 - Sử dụng Bảng 2-1 , viết các số lượng tử cho điện tử trong nguyên tử bo (Z = 5), oxy (Z = 8), và phốt pho (Z = 15)
4 - Tính năng lượng cần thiết cho quá trình chuyển đổi của một electron từ vỏ K đến vỏ L trong vonfram (Hình 2-4). So sánh kết quả với năng lượng cần thiết cho quá trình chuyển đổi tương tự trong hydro. Giải thích sự khác biệt.
5 - Năng lượng tương đương với khối lượng của electron là gì? Vì sao khối lượng của một hạt tăng theo vận tốc
6 - Năng lượng giải phóng trong vụ nổ nguyên tử tại Hiroshima được ước tính là tương đương với 20.000 tấn TNT. Giả sử rằng tổng năng lượng 200 MeV được phát ra trong thời gian phân rã của một hạt nhân 235U và tổng năng lượng 3,8 × 109 J được phát ra trong thời gian nổ 1 tấn thuốc nổ TNT. Tìm số phân hạch xảy ra trong vụ nổ ở Hiroshima, và xác định mức giảm tổng khối lượng.
7 – “ 4 triệu nhiệt hạch bùng nổ” vụ nổ hạt nhân phát ra nhiều năng lượng như được giải phóng trong quá trình nổ 4 triệu tấn TNT. Với 3,8 x 109 J trên tấn. Tính
năng lượng tổng cộng bằng Jun và Kcal phát ra trong vụ nổ hạt nhân (1Kcal=4186Jun)
8 – Phân biệt các đồng vị, isotones, isobars trong nhóm nguyên tử sau : 131 54Xe, 132 54Xe, 130 53I, 133 54Xe, 131 53I, 129 52Te, 132 53I, 130 52Te, 131 52Te. 10 . Tóm tắt
• Các nguyên tử được cấu tạo bởi proton và neutron trong hạt nhân, được bao
quanh bởi các electron trong các cấu hình vỏ.
• Vỏ electron :
• Sự chuyển tiếp electron từ lớp vỏ ngoài vào lớp trong dẫn đến sự ra đời của photon đặc trưng và các electron auger.
• Vật liệu có thể được phân loại dựa trên độ dẫn của chúng như : - Cách điện
- Bán dẫn - Dẫn điện - Siêu dẫn
• Ký hiệu biểu diễn một nguyên tử : A ZX
Ở đây : A là số khối ( tổng của proton + neutron), Z là số proton, X là ký hiệu hóa học. • Bốn tương tác cơ bản: - Tương tác hấp dẫn - Tương tác điện từ - Tương tác mạnh - Tương tác yếu
• Phản ứng phân hạch và tổng hợp hạt nhân trong các sản phẩm với năng
lượng liên kết cao hơn cho mỗi nucleon.
• Danh mục hạt nhân :
- Đồng vị - cùng số proton - Isotones-cùng số nơtron
- Isobars-cùng số khối A