ایزوتوپ‌ها چیستند و نخستین بار چه کسی پی به وجود آنها برد؟

0

سال اکتشاف: 1913

این کشف چه می‌گوید؟

ایزوتوپ‌ها اشکال مختلف یک ماده هستند که خواص فیزیکی و شیمیایی یکسان اما وزن اتمی متفاوتی دارند.

چه کسی آن را کشف کرد؟

فردریک سودی Fredrick Soddy


ایزوتوپ‌های یک عنصر شکل اندک متفاوتی از همان عنصر هستند. ایزوتوپ‌ها همان خواص شیمیایی، فیزیکی و الکتریکی عنصر اصلی را دارند، اما تعداد نوترون‌هایشان درون هستهٔ اتم فرق دارد. کشف ایزوتوپ‌ها مفهوم و بعد جدیدی به فیزیک و شیمی داد.

این کشف به سرگردانی محققانی که عناصر رادیواکتیو را مطالعه می‌کردند خاتمه داد. مطالعه ایزوتوپ‌ها مبنایی اساسی شد برای گسترش استفاده از نیروی اتمی. ایزوتوپ‌ها در زمین‌شناسی هم کاربرد فراوان دارند زیرا تاریخ‌گذاری با کربن و دیگر فناوری‌هایی که در تعیین سن نسبی صخره‌ها نقش دارند همگی به استفاده از نسبت معینی از ایزوتوپ‌های مشخص بستگی دارند.


فردریک سودی در ساسکس انگلستان به سال ۱۸۷۷ متولد شد. در ۱۹۱۰ او در دانشگاه گلاسکو به تدریس شیمی و رادیواکتیو پرداخت.

مطالعه عناصر رادیواکتیو هنوز علمی جدید و پرهیجان بود. عناصر رادیواکتیو از تفاوت‌های جرم، بار اتمی و خواص رادیواکتیوآیی خود شناخته می‌شدند از جمله انرژی‌های ذرات متفاوت، که از آن‌ها خارج می‌شد.

با استفاده از این سامانه، دانشمندان حدود ۴۰ تا ۵۰ عنصر رادیواکتیو را شناسایی کردند اما در جدول تناوبی عناصر هنوز حدود ۱۰ تا ۱۲ جای خالی برای عناصر رادیواکتیو دیگر وجود داشت. یا جدول مندلیف اشتباه بود و یا به دلایل ناشناخته عناصر رادیواکتیو بیرون از حیطهٔ نظم و منطق جدول تناوبی بودند.

هیچ یک از این دو جواب منطقی به نظر نمی‌رسید و تحقیقات رادیواکتیو به بن‌بست رسیده بود.

سودی تصمیم گرفت سه ذره کوچک‌تر از اتم شناخته‌شده را که عناصر رادیواکتیو از خود خارج می‌کردند (آلفا، بتا و گاما) مطالعه می‌کند. سودی متوجه شد که ذرات آلفا بار مثبتی حدود دو پروتون و جرمی معادل چهار پروتون دارند. پرتوهای گاما نه بار داشتند و نه جرم، فقط انرژی داشتند بنابراین هیچ تاثیری بر ماهیت اتم‌ها نمی‌گذاشتند.

ذرات بتا هیچ جرم قابل اندازه‌گیری نداشتند اما بار آن‌ها منفی بود. آن‌ها کاملاً مثل الکترون بودند.

هنگامی که اتم، ذرات بتا ساطع می‌کرد، بار منفی از دست می‌داد. سودی متوجه شد این عمل درست مثل به دست آوردن بار مثبت بود. یک ذره آلفا را خارج کنید، دو بار مثبت از هسته کم می‌شود. یک ذره آلفا را خارج کنید و یک ذره به دست آورید.

سودی دریافت به دلیل آن‌که جدول تناوبی بر حسب تعداد پروتون‌های در هسته اتم تنظیم شده، خارج شدن یک ذره آلفا، اتم را در جدول تناوبی به اندازه دو خانه جدول به سمت چپ حرکت می‌دهد و از دست دادن یک ذره آلفا آن را یک خانه به سمت راست جابه‌جا می‌کند.

فقط می‌شد نتیجه گرفت که اتم‌های بسیاری از عناصر می‌توانند در خانه‌های متعدد از جدول تناوبی وجود داشته باشند. سودی با استفاده از فناوری طیف‌نگار (که گوستاو کیرشف و رابرت بانسن در ۱۸۵۹ کشف کرده بودند) نشان داد اتم‌های اورانیوم و توریوم – اگرچه جرم اتمی متفاوت دارند و در جدول تناوبی خانه‌های متفاوتی را اشغال می‌کنند – یکسان هستند و هر دو عناصری اصلی محسوب می‌شوند.

معنای این موضوع این بود که در جدول تناوبی بیش از یک عنصر می‌تواند یک خانه را اشغال کند و اتم‌های یک عنصر هم می‌توانند بیش از یک خانه را اشغال کنند و با این حال یک عنصر باشند، درست مثل عنصر اصلی. سودی نسخه فرعی عنصر که در جدول تناوبی نقطه‌ای به جز محل اصلی را اشغال می‌کرد، ایزوتوپ نامید (در یونانی به معنای «همان مکان» است).

همان سال نظریه سودی به اثبات رسید. بعدها در ۱۹۳۲ کشف نوترون به دست چادویک به درک مفهوم واقعی ایزوتوپ‌ها کمک کرد.

سودی سعی کرده بود ایزوتوپ‌ها را با استفاده از پروتون و الکترون شرح دهد. چادویک کشف کرد که در هسته اتم به اندازه پروتون‌ها، نوترون هم وجود دارد از دست دادن یا به دست آوردن نوترون‌ها بار الکتریکی یا خواص عناصر را تغییر نمی‌دهد (زیرا عناصر با تعداد پروتون‌های در هسته تعریف می‌شوند). گرچه جرم اتمی عناصر به این ترتیب تغییر می‌کند و ایزوتوپ جدیدی به وجود می‌آید.

سودی، مفهوم ایزوتوپ‌ها را کشف کرد. اما درک و شناسایی آن‌ها به شناخت کامل‌تری از آن‌ها نیاز داشت.


اهمیت ایزوتوپ‌ها بسیار مهم‌تر از آنی است که تصور می‌شود. عمر هر صخرهٔ قدیمی، سنگواره، باقیمانده‌های انسانی یا گیاهی، با تعیین عمر ایزوتوپ‌های آن‌ها مشخص می‌شود. رادیواکتیوآیی با ایزوتوپ‌ها به وجود می‌آید.

بمب اتمی با استفاده از اورانیوم ساخته می‌شود.


اگر خواننده جدید سایت «یک پزشک»  هستید!
شما در حال خواندن سایت یک پزشک (یک پزشک دات کام) به نشانی اینترنتی www.1pezeshk.com هستید. سایتی با 18 سال سابقه که برخلاف اسمش سرشار از مطالب متنوع است!
ما را رها نکنید. بسیار ممنون می‌شویم اگر:
- سایت یک پزشک رو در مرورگر خود بوک‌مارک کنید.
-مشترک فید یا RSS یک پزشک شوید.
- شبکه‌های اجتماعی ما را دنبال کنید: صفحه تلگرام - صفحه اینستاگرام ما
- برای سفارش تبلیغات ایمیل alirezamajidi در جی میل یا تلگرام تماس بگیرید.
و دیگر مطالب ما را بخوانید. مثلا:

خاطره‌بازی‌ با هم‌خوابگاهی‌ها و هم‌خانه‌های کثیف زمان دانشجویی!

الان را نمی‌دانم، اما داشتیم هم‌خوابگاه‌هایی و هم‌اتاقی‌هایی که نظم و بهداشت برایشان اولویت نبود. شاید یک جور لج و لجبازی برای نامرتب بودن و نشان دادن بی‌حالی و غم فلسفی هم در کار بود.ظرف‌های نشسته که دست کم مواد غذایی داخلشان تخلیه…

۲۵ صدای نوستالژیک فناورانه قدیمی که کودکان امروزی به صورت معمول هرگز نمی‌شنوند!

یک ستاره سینمای کلاسیک را در نظر بگیرید مثلا همفری بوگارت را. تلفن را با یک دست در دست می‌گیرد، سیگاری به لب دارد و بعد با افه خاصی شماره‌گیر را می‌چرخاند و با صدای بم مردانه‌اش می‌گوید که نلفنچی فلانجا را برایم بگیر!چنین منظره‌ای دیگر…

بازسازی چهره شاعران ایرانی به کمک هوش مصنوعی Midjourney (میدجرنی)

چه کسی می‌داند مولدهای متن به عکس هوش مصنوعی در آینده به کدام سمت خواهند رفت. به نظر من روز به روز پیشرفته‌تر و متنوع‌تر می‌شوند.امروز داشتم فکر می‌کردم گاهی لازم می‌شود که شما باری تصویرسازی بهتر به جای توصیف متنی، ترکیبی از توصیف متنی…

Fotomat: یادآوری غرفه‌های پردازش عکس دهه 1980 آمریکا که با خودرو از کنار آنها می‌گذشتند و فیلم‌…

در دوران قبل از عکاسی دیجیتال و آپلود آسان عکس‌ها (در این دومی شک دارم که فعلا در ایران ساده باشد!)، یک راه حل جذاب و نوآورانه برای ظاهر کردن فیلم‌های آنالوگ وجود داشت:  Fotomat.در طول دهه 1980، این غرفه‌های پردازش عکس در سراسر آمریکا،…

عکس‌هایی از ترسناک‌ترین ساختمان‌های دنیا – آلبوم عکس

چرا برخی از ساختمان‌ها و خانه‌ها خیلی ترسناک به نظر می‌رسند. اینها دسته از سکونت‌گاه‌ها طیف گسترده‌ای دارند:- آنهایی که سایه روشن شب ترسناک‌شان می‌کند و هنگام روز یک ساختمان تقریبا عادی هستند.- آنهایی که مدت‌ها متروک مانده‌اند و…

مجموعه دیگری از عکس‌های تاریخی کمتر دیده شده را با هم مرور کنیم

هر چقدر عکس‌های تاریخی را با هم مرور کنیم، کم است. همان طور که قبلا هم نوشته بودم احتمالا بیشتر این عکس‌ها اگر در دوره خود در نشریه‌ای منتشر می‌شدند، خیلی عادی به نظر می‌رسیدند، اما حالا بعد از گذشت دهه‌ها یا حدود یک قرن، برای ما عجیب و…
آگهی متنی در همه صفحات
دکتر فارمو / قیمت گوسفند زنده / موتور فن کویل / سپتیک تانک /کپسول پرگابالین / لیزر زگیل تناسلی /بهترین کلینیک کاشت مو مشهد /داروخانه آنلاین / بهترین سریال های ۲۰۲۴ / خرید دستگاه تصفیه آب / تجهیزات و وسایل دندانپزشکی /ثبت برند /خدمات پرداخت ارزی نوین پرداخت / کلینیک زیبایی دکتر محمد خادمی /جراح تیروئید / پزشکا /تعمیر فن کویل / سریال ایرانی کول دانلود / مجتمع فنی تهران / دانلود فیلم دوبله فارسی /خرید دوچرخه برقی /موتور فن کویل / شیشه اتومبیل / نرم افزار حسابداری / خرید سیلوسایبین / هوش مصنوعی / مقاله بازار / شیشه اتومبیل / قیمت ایمپلنت دندان با بیمه /بهترین دکتر لیپوماتیک در تهران /بهترین جراح بینی در تهران /کاشت مو / درمان طب / تجهیزات پزشکی /داروخانه اینترنتی آرتان /اشتراك دايت /فروشگاه لوازم بهداشتی /داروخانه تینا /لیفت صورت در تهران /فروش‌ دوربین مداربسته هایک ویژن /سرور مجازی ایران /مرکز خدمات پزشکی و پرستاری در منزل درمان نو /سایت نوید /پزشک زنان سعادت آباد /کلاه کاسکت / لمینت متحرک دندان /فروشگاه اینترنتی زنبیل /ساعت تبلیغاتی /تجهیزات پزشکی /چاپ لیوان /بهترین سریال های ایرانی /کاشت مو /قیمت ساک پارچه ای /دانلود نرم افزار /

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.