Efekt izotopowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Efekt izotopowy – występowanie różnic we własnościach fizycznych i chemicznych różnych izotopów tego samego pierwiastka chemicznego oraz związków chemicznych, mających dokładnie tę samą strukturę ale zawierających różne izotopy tego samego pierwiastka.

Kelwin – jednostka temperatury w układzie SI równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, oznaczana K. Definicja ta odnosi się do wody o następującym składzie izotopowym: 0,00015576 mola H na jeden mol H, 0,0003799 mola O na jeden mol O i 0,0020052 mola O na jeden mol O.Woda trytowa (tlenek ditrytu, superciężka woda), T2O lub 3H2O – woda, w której atomy wodoru 1H zastąpione zostały izotopem 3H, czyli trytem.

Szczególnie wyraźnym przykładem tego efektu są różnice we właściwościach fizycznych naturalnej wody (H
2
O
) zawierającej prawie wyłącznie izotop H i ciężkiej wody (D
2
O
) zawierającej deuter, czyli izotop H. Ciężka woda ma wyraźnie większą gęstość i nieco wyższe temperatury przemian fazowych (topnienie i wrzenie) od zwykłej wody. Ma ona także nieco inną przenikalność elektryczną. Jeszcze większe różnice wykazuje tzw. superciężka woda (T
2
O
) zawierająca tryt, czyli izotop H.

Rząd reakcji (rzędowość reakcji) – suma wykładników potęg w równaniu kinetycznym reakcji chemicznej w postaci jednomianu potęgowego.Nadprzewodnictwo – stan materiału polegający na zerowej rezystancji, jest osiągany w niektórych materiałach w niskiej temperaturze.

Tego typu różnice występują w mniejszym lub większym stopniu w przypadku większości związków chemicznych różniących się składem izotopowym.

Odkryto także różnice w temperaturze krytycznej nadprzewodników zależne od składu izotopowego substancji. Po raz pierwszy zaobserwowano je dla rtęci, dla izotopu 198 temperatura krytyczna wynosi 4,156 K, a dla naturalnej rtęci o średniej masie atomowej 200,6 wynosi 4,177 K.

Różnica mas izotopów powoduje występowanie pewnych, zwykle niewielkich, różnic w reaktywności chemicznej różnych izotopów. Nie ma ona wpływu na kierunek reakcji chemicznych, w których one uczestniczą, ale wpływa na ich szybkość. Zjawisko to nazywa się kinetycznym efektem izotopowym i wykorzystuje się go w badaniu mechanizmów reakcji chemicznych. Występowanie lub nie kinetycznego efektu izotopowego dla związku znakowanego izotopem w określonym miejscu dowodzi, czy dany fragment cząsteczki istotnie uczestniczy w reakcji (np. ulega substytucji, czy też jest odległy od miejsca reakcji. Kinetyczny efekt izotopowy ułatwia też ustalenie rzeczywistego, wewnętrznego rzędu reakcji chemicznej.

Neutron (z łac. neuter – "obojętny") – cząstka subatomowa występująca w jądrach atomowych. Jest obojętny elektrycznie. Posiada spin ½.Masa atomowa (niepopr. ciężar atomowy) – masa atomu, w atomowych jednostkach masy [u]. Zwykle skrótowo określa się tak względną masę atomową.

Matematycznie różnice izotopowe opisuje położenia termów oraz poziomów struktury multipletowej i nadsubtelnej dla różnych izotopów tego samego pierwiastka są różne. Jądra atomowe tych izotopów różnią się liczbą neutronów i co za tym idzie masą, promieniem, gęstością ładunku i rozkładem potencjału.

Temperatura krytyczna – temperatura, powyżej której zanika różnica gęstości między stanem gazowym a ciekłym danej substancji, a w związku z tym niemożliwe jest skroplenie gazu pomimo wzrostu ciśnienia. Mówi się, że taka substancja znajduje się w stanie nadkrytycznym.Jądro atomowe – konglomerat cząstek elementarnych będący centralną częścią atomu zbudowany z jednego lub więcej protonów i neutronów, zwanych nukleonami. Jądro stanowi niewielką część objętości całego atomu, jednak to w jądrze skupiona jest prawie cała masa. Przemiany jądrowe mogą prowadzić do wyzwolenia ogromnych ilości energii. Niewłaściwe ich wykorzystanie może stanowić zagrożenie.

Na efekt izotopowy składają się trzy zjawiska:

  • normalny efekt masy,
  • specyficzny efekt masy,
  • efekt objętościowy.
  • Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Martin Chaplin, Water Properties (including isotopologues), www1.lsbu.ac.uk, 24 lipca 2019 [dostęp 2019-08-03] [zarchiwizowane z adresu 2017-05-20].

    Bibliografia[ | edytuj kod]

  • Ryszard Szepke, 1000 słów o atomie i technice jądrowej, Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982, ISBN 83-11-06723-6.
  • Mechanizm reakcji chemicznych to opis ich faktycznego przebiegu, razem ze wszystkimi stadiami i produktami pośrednimi. Czasami za integralną część mechanizmu reakcji uważa się też opis jej przebiegu z energetycznego punktu widzenia, a także jej podstawowe dane kinetyczne.Term (formuła nazwowa) – wyrażenie składające się ze zmiennych oraz symboli funkcyjnych o dowolnej argumentowości (w tym o argumentowości 0, czyli stałych) z pewnego ustalonego zbioru.




    Warto wiedzieć że... beta

    Rtęć (Hg, łac. hydrargyrum, z gr. ὑδράργυρος hydrargyros – płynne srebro) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym (uznana za pierwiastek przez Lavoisiera). Rtęć jest jedynym metalem występującym w warunkach normalnych w stanie ciekłym.
    Ciężka woda, HDO lub D2O – woda, w której znaczącą część atomów wodoru stanowi izotop H, czyli deuter, którego jądro zbudowane jest z protonu i neutronu (podczas gdy jądro protu (H) w zwykłej wodzie zawiera jedynie proton). Zazwyczaj jako "ciężką wodę" traktuje się D2O, jednak nazwa ta dotyczy także związku, w którym jedynie jeden prot zastąpiony jest deuterem (HDO).
    Woda (tlenek wodoru; nazwa systematyczna IUPAC: oksydan) – związek chemiczny o wzorze H2O, występujący w warunkach standardowych w stanie ciekłym. W stanie gazowym wodę określa się mianem pary wodnej, a w stałym stanie skupienia – lodem. Słowo woda jako nazwa związku chemicznego może się odnosić do każdego stanu skupienia.
    Promień jonowy – promień Van der Waalsa jonu, czyli odległość najbardziej oddalonych elektronów od jądra atomu w przypadku jonów utworzonych z jednego atomu, lub też od geometrycznego centrum jonów złożonych z większej liczby atomów.
    Tryt (radiowodór) jest nietrwałym izotopem wodoru, którego jądro (tryton) składa się z jednego protonu i dwóch neutronów. Oznaczany jest symbolem H lub T.
    Związek chemiczny – jednorodne połączenie co najmniej dwóch różnych pierwiastków chemicznych za pomocą dowolnego wiązania.
    Deuter (H, D) – stabilny izotop wodoru występujący naturalnie. W wodzie morskiej (SMOW) występuje w ilości około 1 atomu na 6420 atomów protu (wodoru zwykłego, H).

    Reklama