الفرق بين نظيرين لعنصر كيميائي

النظائر (بالإنجليزية: Isotopes) هي ذرات لعنصر كيميائي محدد لها نفس العدد الذري، ولكنها تختلف في الكتلة الذرية، أي أن الفرق الأساسي بين النظائر هو امتلاكها عدد مختلف من النيوترونات في أنوية ذراتها، ويترتب على ذلك اختلافها في عددها الكتلي، تمتلك النظائر نفس الرمز الكيميائي، وتتشابه في العديد من الصفات، ولا يمكن تمييزها من الجدول الدوري كونها تمتلك نفس الرمز الكيميائي، فهي تتواجد في نفس الموقع في الجدول.[١]


الفرق بين العدد الذري والعدد الكتلي للنظائر

تتكون الذرة من ثلاث جسيمات دون ذرية، البروتونات، وهي جسيمات ذات شحنة موجبة تتواجد في نواة الذرة، ونيوترونات، وهي جسيمات متعادلة الشحنة، وتتواجد أيضاّ في النواة، والإلكترونات، وهي جسيمات ذات شحنة سالبة تتواجد حول النواة، وتختلف العناصر الكيميائية عن بعضها بعضاّ تبعاً للعدد الذري للعنصر، فالعدد الذري هو أهم الصفات التي يمكن تمييز العناصر بها، وهو يساوي عدد البروتونات المتواجدة في النواة، ولا يتساوى عدد البروتونات في عنصرين مختلفين إطلاقاّ، حيث لكل عنصر عدد محدد من البروتونات خاص به.[٢]


أما العدد الكتلي، فهو يساوي مجموع عدد البروتونات والنيوترونات المتواجدة في نواة الذرة، وقد يختلف عدد النيوترونات بين ذرات العنصر نفسه، وهذا الاختلاف سيؤدي إلى اختلاف العدد الكتلي لذرات العنصر نفسه، وفي هذه الحالة يطلق على تلك الذرات النظائر، إذ تمتلك نفس عدد البروتونات، ولكن تختلف في عدد النيوترونات عن بعضها البعض، فتصبح نظائر لبعضها البعض.[٢]


وأما بالنسبة لعدد الإلكترونات، فهو متساوٍ في جميع نظائر العنصر المتعادلة، حيث إن عدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات في الذرة المتعادلة، ويعود ذلك لامتلاك كل من البروتونات والإلكترونات شحنات متعاكسة، حيث تقوم شحنة الإلكترونات السالبة بمعادلة شحنة البروتونات الموجبة؛ وبالتالي تصبح الذرة متعادلة الشحنة، إذاّ فالنظائر تمتلك نفس عدد الإلكترونات في جميع ذراتها، ويصبح الفرق الرئيسي بينها هو عدد النيوترونات فقط.[٢]


على سبيل المثال، يمتلك عنصر الكربون عدة نظائر تتشابه جميعها في العدد الذري:[٣]

  • النظير (C-12): وهو أكثر نظائر الكربون انتشاراً، ويمتلك هذا النظير 6 بروتونات و6 نيوترونات، وبهذا فإن مجموعهما 12 يساوي العدد الكتلي لهذا النظير.
  • النظير (C-13): ويمتلك هذا النظير 6 بروتونات؛ لأن النظائر تتشابه في عدد البروتونات، لكنه يمتلك 7 نيوترونات؛ لأن النظائر تختلف في عدد النيوترونات.


الفرق في النشاط الإشعاعي للنظائر

النظائر المشعة هي ذرات من نفس العنصر الكيميائي تتميز بكون أنويتها غير مستقرة، حيث تتعرض للتحلل، وتبدد الطاقة الزائدة عن طريق انبعاث الإشعاع تلقائيا على شكل أشعة ألفا وبيتا وغاما، ومن أهم النظائر المشعة نظائر عنصر اليورانيوم كما يلي:[٣]

  • uranium - 235: حيث إن العدد الذري لليورنايوم يساوي 92، لكنه يمتلك 143 نيوتروناً.
  • uranium - 238: حيث يمتلك هذا النظير نفس العدد الذري، إلا أنه يمتلك 146 نيوتروناً.




يختلف النشاط الإشعاعي للنظيرين تبعاً لعددهما الكتلي.



المراجع

  1. ↑ "isotope", britannica, Retrieved 8/9/2022. Edited.
  2. ^ أ ب ت "atomic-number-atomic-mass-and-isotopes-article", khanacademy, Retrieved 8/9/2022. Edited.
  3. ^ أ ب Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (4/2/2020), "definition-of-isotopes-and-examples", thoughtco, Retrieved 8/9/2022. Edited.