Підготовка до ЗНО з хімії

Атоми одного елемента, які при однаковій кількості протонів та електронів відрізняються кількістю нейтронів називають ізотопами (гр. isoz – однаковий, topoz – місце).

Відомі ізотопи всіх хімічних елементів. Ізотопи бувають стабільні і радіоактивні, природні і штучні.

Кількість стабільних ізотопів може бути від 2 (у Хлору) до 10 (у Стануму). Елементи, розміщені у Періодичній системі після Бісмуту, не мають стабільних ізотопів.

Ядра радіоактивних ізотопів нестійкі, вони легко розпадаються на простіші частинки, при цьому виділяється значна кількість енергії. Особливо нестійкими є ядра з непарною кількістю протонів і нейтронів.

Природні ізотопи поширені у природі, штучні – у природі не трапляються, а утворюються у результаті ядерних реакцій.

Ізотопи записують символами відповідних хімічних елементів (Е), вказуючи зверху зліва масове число (А), а під ним порядковий номер (Z): . Назва ізотопу складається з назви елемента, який його утворює і масового числа даного ізотопу:  – Карбон-12,  – Карбон-14,  – Хлор-35,  – Хлор-37 тощо. Хімічні властивості усіх ізотопів одного елемента однакові.

Ядра елементів, які містять різну кількість протонів р і однакову кількість нейтронів n, називають ізотонами.

Атоми, у ядрах яких міститься різна кількість протонів р і нейтронів n, але сума (р + n) однакова (однакові масові числа), називають ізобарами.

Приклади ядер ізотопів, ізотонів та ізобарів:

Ізотопи:  (6p, 6n),  (6p, 8n);

Ізотони:  (6p, 7n),  (7p, 7n);

Ізобари:  (6p, 7n),  (7p, 6n).

На основі даних, одержаних при вивченні ізотопів, вдалося пояснити відхилення від Періодичного закону послідовності зростання атомних мас хімічних елементів та їх порядкових номерів. Середня атомна маса елемента з більшою кількістю ізотопів у деяких випадках може бути більшою, ніж середня атомна маса елемента з більшим порядковим номером. Так, Аргон (порядковий номер 18) має три ізотопи: Аргон-36, Аргон-38 і Аргон-40, однак найпоширеніший ізотоп – Аргон-40, тому середня атомна маса Аргону 39,948. У Калію (порядковий номер 19) три ізотопи: Калій-39, Калій-40 і Калій-41, але найпоширеніший легкий ізотоп – Калій-39, тому середня атомна маса Калію 39,098 і у Періодичній системі він розташований за Аргоном. З тих же причин, Co (58,933) передує Ni (58,700), Te (127,6) розміщений перед I (126,904), Th (232,038) – перед Pa (231,035). Середня атомна маса елемента визначається співвідношенням відносних кількостей його ізотопів з різними масовими числами. Це враховує залежність: , де  – середнє значення відносної атомної маси ізотопів даного елемента,  – відносна атомна маса ізотопа, _і – молярна частка цього ж ізотопа (у частках від 1).

Так, у Хлору є два природні ізотопи, з масовими числами 35 (75,4%) і 37 (24,6%). На основі цих даних розраховано середню атомну масу Хлору: , або округлено 35,5.

Отже, згідно зі сказаним:

Хімічний елемент – вид атомів з однаковим зарядом ядра.

Відносна атомна маса елемента у Періодичній системі – середнє значення атомних мас його ізотопів з урахуванням їх поширеності у природі.