ความแตกต่างที่สำคัญ – ไอโซโทปเสถียรกับไอโซโทปรังสี
ไอโซโทปเป็นรูปแบบที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกันซึ่งมีมวลอะตอมต่างกัน ซึ่งหมายความว่าไอโซโทปขององค์ประกอบทางเคมีบางชนิดมีเลขอะตอมเท่ากัน แต่มีมวลอะตอมต่างกัน เนื่องจากไอโซโทปเหล่านี้มีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสอะตอมต่างกัน ไอโซโทปบางชนิดมีความเสถียรในขณะที่บางไอโซโทปไม่เสถียร ไอโซโทปที่เสถียรเป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติขององค์ประกอบทางเคมี ไอโซโทปที่เสถียรเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติในรูปของอะตอมหรือร่วมกับอะตอมอื่นๆ ไอโซโทปที่ไม่เสถียรจะสลายตัวด้วยกัมมันตภาพรังสีจนกว่าไอโซโทปจะเสถียรไอโซโทปเหล่านี้เรียกว่าไอโซโทปรังสี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไอโซโทปที่เสถียรและไอโซโทปรังสีคือไอโซโทปที่เสถียรจะไม่เกิดการสลายของกัมมันตภาพรังสีในขณะที่ไอโซโทปรังสีจะมีการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี
ไอโซโทปเสถียรคืออะไร
ไอโซโทปเสถียรเป็นรูปแบบที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน มีนิวเคลียสที่เสถียร อะตอมเหล่านี้มีเลขอะตอมเท่ากัน (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม) เนื่องจากเป็นองค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน แต่มวลอะตอมต่างกันเพราะมีจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสอะตอมต่างกัน
ไอโซโทปเสถียรไม่มีกัมมันตภาพรังสีเนื่องจากความเสถียรของนิวเคลียสของอะตอม ดังนั้นอะตอมเหล่านี้จึงไม่ปล่อยรังสีออกมา องค์ประกอบทางเคมีเฉพาะสามารถมีไอโซโทปที่เสถียรได้มากกว่าหนึ่งไอโซโทป แต่ในองค์ประกอบทางเคมีบางอย่าง ไอโซโทปทั้งหมดไม่เสถียร จึงมีกัมมันตภาพรังสี
ภาพที่ 1: ตารางธาตุสีตามจำนวนไอโซโทปที่เสถียร
ความเสถียรของนิวเคลียสของอะตอมขึ้นอยู่กับปัจจัยพื้นฐานสองประการ:
- อัตราส่วนระหว่างโปรตอนและนิวตรอน
- ผลรวมของโปรตอนและนิวตรอน
“ตัวเลขเวทย์มนตร์” เป็นแนวคิดทางเคมีที่ใช้ในการกำหนดความเสถียรของนิวเคลียสของอะตอม มันให้จำนวนอิเล็กตรอนที่มีอยู่ในไอโซโทปที่เสถียร เลขมหัศจรรย์สามารถเป็นได้ทั้งจำนวนโปรตอนหรือแม้แต่จำนวนนิวตรอนที่มีอยู่ในนิวเคลียส
ตัวเลขมหัศจรรย์: 2, 8, 20, 28, 50, 82 และ 126
ถ้าเลขอะตอมของไอโซโทปเท่ากับหนึ่งในจำนวนข้างต้น แสดงว่าเป็นไอโซโทปที่เสถียร นอกจากนี้ หากไอโซโทปมีโปรตอน 114 ตัว แสดงว่าเป็นไอโซโทปที่เสถียร ยิ่งไปกว่านั้น ถ้ามีนิวตรอน 126 หรือ 184 นิวตรอน พวกมันก็เป็นไอโซโทปที่เสถียรเช่นกันนอกจากนี้ หากอัตราส่วนระหว่างโปรตอนและนิวตรอนในอะตอมเป็นจำนวนคู่ ไอโซโทปเหล่านี้น่าจะเป็นไอโซโทปที่เสถียรที่สุด
ไอโซโทปรังสีคืออะไร
วิทยุไอโซโทปเป็นไอโซโทปขององค์ประกอบทางเคมีที่ไม่เสถียรซึ่งผ่านการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ไอโซโทปเหล่านี้ผ่านการสลายกัมมันตภาพรังสีเนื่องจากมีนิวเคลียสของอะตอมที่ไม่เสถียร องค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่มีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีอย่างน้อยหนึ่งไอโซโทป ในขณะที่องค์ประกอบทางเคมีบางชนิดมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเท่านั้น (เช่น ยูเรเนียม)
รูปที่ 2: ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีต่างกันและการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี
ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีไม่เสถียรเนื่องจากสาเหตุหลายประการ:
มีนิวตรอนจำนวนมากในนิวเคลียสอะตอมเมื่อเทียบกับจำนวนโปรตอน
ในไอโซโทปรังสีเหล่านี้ นิวตรอนจะถูกแปลงเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอนระหว่างการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี
มีโปรตอนจำนวนมากในนิวเคลียสอะตอม
ในไอโซโทปรังสีเหล่านี้ โปรตอนจะถูกแปลงเป็นนิวตรอนและโพซิตรอน
มีโปรตอนและอิเล็กตรอนจำนวนมาก
ไอโซโทปรังสีเหล่านี้ผ่านการสลายตัวของอัลฟาโดยที่โปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัวถูกปล่อยออกมาเป็นอนุภาคแอลฟา
ไอโซโทปเสถียรกับไอโซโทปรังสีต่างกันอย่างไร
ไอโซโทปเสถียรกับไอโซโทปรังสี |
|
| ไอโซโทปเสถียรเป็นรูปแบบที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน มีนิวเคลียสที่เสถียร | รังสีไอโซโทปเป็นไอโซโทปขององค์ประกอบทางเคมีที่ไม่เสถียรซึ่งผ่านการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี |
| ความเสถียร | |
| ไอโซโทปเสถียรมีความเสถียรมากและไม่เกิดการสลายกัมมันตภาพรังสี | วิทยุไอโซโทปมีความไม่เสถียรมากและผ่านการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีเพื่อให้อยู่ในสถานะคงที่ |
| โปรตอน | |
| การมีอยู่ของโปรตอน 114 ตัวทำให้ไอโซโทปเป็นไอโซโทปที่เสถียร | การมีอยู่ของโปรตอนจำนวนมากทำให้ไอโซโทปเป็นไอโซโทปรังสี |
| นิวตรอน | |
| การปรากฏตัวของ 126 หรือ 184 นิวตรอนทำให้ไอโซโทปเป็นไอโซโทปที่เสถียร | จำนวนนิวตรอนในรัศมีอะตอมมากกว่าจำนวนโปรตอน |
สรุป – ไอโซโทปเสถียรกับไอโซโทปรังสี
ไอโซโทปคืออะตอมของธาตุเคมีชนิดเดียวกันที่มีเลขอะตอมเท่ากัน แต่มีมวลอะตอมต่างกัน ไอโซโทปบางชนิดมีความเสถียรในขณะที่ไอโซโทปบางชนิดไม่เสถียร ไอโซโทปที่เสถียรเป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติขององค์ประกอบทางเคมีเหล่านั้น ไอโซโทปที่ไม่เสถียรเรียกอีกอย่างว่าไอโซโทปรังสีเพราะไอโซโทปเหล่านี้ผ่านการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีเพื่อให้ได้สถานะที่เสถียร ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างไอโซโทปที่เสถียรและไอโซโทปรังสีนั้นขึ้นอยู่กับความสามารถในการสลายกัมมันตภาพรังสี