النظائر

النظائر هي ذرات لها نفس العدد من البروتونات ، لكن بأعداد مختلفة من النيوترونات بمعنى آخر لديها أوزان ذرية مختلفة ، يمكن اعتبار النظائر على أنها أشكال مختلفة من عنصر واحد .

انواع النظائر

النظائر هي نسخ بديلة للعناصر التي لها كتلة ذرية مختلفة ولكن لها نفس العدد الذري ، الرقم الذري لعنصر ما هو ببساطة عدد البروتونات الموجودة في الذرة ، بينما تعتمد الكتلة الذرية على عدد النيوترونات الموجودة فيه .

تحتوي نظائر العنصر نفسه على كميات مختلفة من النيوترونات ، على الرغم من أن عدد البروتونات لم يختلف ، يتم تقسيم النظائر إلى نوعين رئيسيين ؛ مشع ومستقر ،  لكل نوع من الأنواع استخدام واسع في العديد من الصناعات ومجالات الدراسة .

النظائر المستقرة

تتمتع النظائر المستقرة بمزيج ثابت من النيوترونات والبروتونات ولا تعرض أي علامات على التحلل أو التفكك ، يأتي هذا الاستقرار من كمية النيوترونات الموجودة في الذرة .

إذا كانت الذرة تحتوي على عدد كبير جدا أو قليل جدا من النيوترونات ، فهي غير مستقرة وتميل إلى التفكك ، نظرا لأن النظائر المستقرة لا تتحلل فإنها لا تنتج الإشعاع ولا تعتبر مسببة لمخاطر صحية مرتبطة بها .

استخداماتها :

  • يستخدم العلماء الذين يقومون بتجارب بيئية وإيكولوجية نظائر مستقرة من الأكسجين والهيدروجين والكبريت والنيتروجين والكربون .
  • استخدامها في الكيمياء الجيولوجية يكون عبر دراسة العلماء التركيب الكيميائي للمواد الجيولوجية ، مثل المعادن والصخور .
  • يمكن اعتبار النظائر المستقرة بمثابة أدوات يمكن الاعتماد عليها لتحديد العديد من الحقائق حول المواد الجيولوجية مثل أعمارها ومصدر تكونها .

تعريف النظائر المشعة

تحتوي النظائر المشعة على مزيج غير مستقر من البروتونات والنيوترونات ، مما يؤدي إلى تحلل هذه النظائر بسهولة ، وتنبعث منها إشعاعات تشمل أشعة ألفا وبيتا وجاما .

يصنف العلماء النظائر المشعة وفقا لعملية نشأتها على أساس العمر الطويل ومنشأها الكوني ، وكذلك ذات المنشأ البشري أو الإشعاعي :

  • ظهرت النظائر المشعة ذات العمر الطويل منذ بداية الخليقة أثناء تكون النظام الشمسي منذ البدء .
  • بينما تحدث النظائر المشعة الكونية كرد فعل للغلاف الجوي للأشعة الكونية المنبعثة من النجوم بالتأكيد .
  • تأتي النظائر البشرية المنشأ من أنشطة نووية من صنع الإنسان ، مثل اختبار الأسلحة وإنتاج الوقود النووي في حين أن النظائر المشعة هي النتيجة النهائية للتحلل الإشعاعي .

استخداماتها :

  • تجد النظائر المشعة استخدامات واسعة في الزراعة وصناعة الأغذية ومكافحة الآفات وعلم الآثار والطب .
  • يستخدم تأريخ الكربون المشع في قياس عمر العناصر الحاملة للكربون كنظير مشع يعرف بالكربون 14 أو 14C .
  • أما في الطب يتم استخدام أشعة جاما المنبعثة من العناصر المشعة للكشف عن الأورام داخل جسم الإنسان .
  • عملية تعريض الطعام إلى مستوى خاضع للرقابة من أشعة جاما ، يعمل على قتل أنواع كثيرة من البكتيريا ، مما يجعل الغذاء أكثر صحة وأمان للتناول .

نظائر الكربون

تشتمل نظائر الكربون على نظيري الإشعاع   14Cوالنظائر المستقرة ( 12C ،  13C ) ، عندما يتم استخدام الكربون غير العضوي في صنع مركبات عضوية ، يكون  12C أكثر ارتباطا ويتفاعل بسهولة بطريقة أكبر من  13C، وذلك بسبب كتلته الخفيفة ، وهذا يعني أن المادة العضوية تميل إلى أن تصبح مخصبة في  12C بالنسبة للكربون غير العضوي الذي تم استخلاصه منه قبل ذلك .

تقاس الكسور النظائرية المستقرة بالنسبة إلى المعيار ، في حالة الكربون المعيار هو معيار PDB ، عادة ما تكون الكسور النظائرية صغيرة وبالتالي يتم قياس القيم بالأجزاء لكل ألف (‰) ويتم التعبير عنδ 13 C ‰  كقيمة كما يلي :

δ 13 C ‰ = [ (  13 C / 12 C sample – 13 C / 12 C standard ) / ( 13 C / 12 C standard ) ] * 1000

جدول النظائر

يقدم هذا الجدول الأوزان الذرية القياسية لتقديرات الأوزان الذرية الموجودة في المواد العادية ، وكذلك نظائرها المستقرة أو المشعة ، باستخدام جميع النظائر المستقرة والنظائر المشعة المختارة ، التي لها فترات عمر طويلة نسبيا ولها التركيبات النظرية الأرضية المميزة .

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى