كم عدد نيوترونات عنصر الليثيوم؟

تعتمد معرفة عدد نيوترونات العنصر على فهم طبيعة كلًا من العدد الذري والعدد الكتلي للعنصر، وذلك لأن عدد النيوترونات يمكن معرفته من خلال العدد الكتلي الذي يعتمد على العدد الذري، فالعدد الذري للعنصر (بالإنجليزية: Atomic number) هو عدد البروتونات في نواة ذرة العنصر، أما العدد الكتلي (بالإنجليزية: Mass number) فهو مجموع عدد البروتونات والنيوترونات في نواة ذرة العنصر، وهو يختلف باختلاف نظائر العنصر، فالنظائر هي ذرات لنفس العنصر، تتشابه في العدد الذري، لكنها تختلف في العدد الكتلي، أي أنها ذرات لها نفس عدد البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات، وبناءً على هذا فإن العدد الذري لعنصر الليثيوم هو 3، أي أن له 3 بروتونات، أما عدد نيوترونات الليثيوم، فيختلف باختلاف نظائره، فمثلًا:[١]

  • نظير الليثيوم Li-6: العدد الكتلي لهذا النظير يساوي 6، أي أنه يمتلك 3 بروتونات و 3 نيوترونات.
  • نظير الليثيوم Li-7: العدد الكتلي لهذا النظير يساوي 7، أي أنه يمتلك 3 بروتونات و 4 نيوترونات.


أما معدل العدد الكتلي لليثيوم بصورة عامة فيمكن حسابه من خلال مجموع ضرب العدد الكتلي لكل نظير بنسبة تواجده في الطبيعة، ومن هنا تمت معرفة أن معدل العدد الكتلي لليثيوم يساوي 6.941 amu.[١]


نظائر الليثيوم

تحتوي جميع ذرات الليثيوم على 3 بروتونات، ويمكن أن تحتوي على ما بين 0 إلى 9 نيوترونات، وذلك لأن يوجد 10 نظائر معروفة لليثيوم؛ من Li-3 إلى Li-12، ولأن نسبة النظائر الطبيعية تختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على مكان الحصول على عينة الليثيوم، فإن أفضل تعبير عن الوزن الذري القياسي للعنصر هو نطاق يتراوح ما بين 6.9387 إلى 6.9959 بدلاً من قيمة واحدة ثابتة، وتختلف هذه النظائر في نسبة استقرارها، فالنظيران Li-6 وLi-7 هما الأكثر استقرارًا، أما بقية نظائر الليثيوم فهي مشعة، أي غير مستقرة.[٢]


الاستقرار النووي لنظائر الليثيوم

تكمن أهمية النيوترونات في دورها في الاستقرار النووي، وهو نسبة استقرار نواة ذرة العنصر، وذلك لأن النيوترونات تقوم بجذب بعضها البعض وبجذب البروتونات أيضًا، مما يساعد على تعويض التنافر الكهربائي الناتج بين البروتونات بسبب شحنتها الموجبة، وبما أن الاستقرار النووي يعتمد بشكل مباشر على عدد النيوترونات، فإن استقرار الجزيء يعتمد على نظائر العنصر المختلفة، ومن أجل تحديد استقرار النظير، يتم إيجاد نسبة عدد النيوترونات إلى البروتونات لتحديد نسبة ثبات هذا النظير؛ من خلال قسمة نسبة النيوترون على نسبة البروتون (N/Z)، ولذلك فإن النظائر الغير مستقرة تخضع للاضمحلال الإشعاعي، حيث تتحلل النظائر غير المستقرة من خلال مسارات التحلل الإشعاعي المختلفة، حتى تصل إلى مرحلة الاستقرار.[٣]


من أجل الوصول إلى حالة الاستقرار تمر النظائر بالاضمحلال النووي، ولهذه النظائر مسارات اضمحلال متعددة تعتمد على الطاقة الكلية للنواة وعددها الكمي للزخم الزاوي الكلي، فعلى سبيل المثال، تصل النظائر Li-3 وLi-4 وLi-5 إلى الاستقرار النووي عن طريق انبعاث البروتون (بالإنجليزية: Proton emission)، بينما تستقر النظائر Li-8 وLi-9 وLi-11 عن طريق اضمحلال بيتا (بالإنجليزية: Beta decay)، ويستقر النظيران Li-10 وLi-12 عن طريق انبعاث النيوترون (بالإنجليزية: Neutron emission).[٢]

المراجع

  1. ^ أ ب Nick Connor (21/11/2020), "lithium-mass-number", periodic-table, Retrieved 14/8/2021. Edited.
  2. ^ أ ب Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (28/2/2020), "lithium-isotopes", thoughtco, Retrieved 14/8/2021. Edited.
  3. ↑ "nuclear-stability", nuclear-power, Retrieved 14/8/2021. Edited.