نفس المكونات والخصائص ، المادة التي لها نفس المكونات والخصائص تسمى النظائر النظير هو مادة لها نفس المكونات والخصائص النظائر هي ذرات لها نفس عدد البروتونات ولكن بأعداد مختلفة من النيوترونات. لذلك، النظائر هي أشكال مختلفة لنفس العنصر. على سبيل المثال، الكربون-12 والكربون-14 كلاهما نظيران للكربون، لكن عدد النيوترونات فيهما يختلف، حيث يحتوي الأول على 6 نيوترونات والأخير يحتوي على 8 نيوترونات.
نفس المكونات والخصائص
تشترك النظائر في نفس عدد البروتونات ولكنها تختلف في عدد النيوترونات. تشترك النظائر أيضًا في الخواص الكيميائية ولكنها تختلف في الخواص الفيزيائية. يمكن أن تحتوي بعض العناصر الكيميائية على نظير واحد أو أكثر. أي أن بعض العناصر الكيميائية يمكن أن تحتوي على نظير واحد أو أكثر بنفس العدد الذري، ونفس الموقع في الجدول الدوري، ونفس السلوك الكيميائي، ولكن الكتلة الذرية والسلوك الفيزيائي يختلفان بين النظائر.
اقرأ أيضًا : قياس مقدار جذب الارض
ما هو النظير؟
تشير النظائر إلى الاختلافات في الكتلة الذرية أو الوزن الذري لعنصر ما. وهي تتكون من متغيرات لعنصر معين تشترك في نفس عدد البروتونات وتختلف في عدد النيوترونات في الذرة. النظائر الكيميائية لها كتل ذرية مختلفة بسبب عدم تكافؤ أعداد النيوترونات.
تحتوي العناصر الكيميائية ذات الأعداد الذرية الفردية على واحد أو اثنين من النظائر المستقرة بينما تحتوي العناصر الكيميائية ذات الأعداد الذرية الزوجية عادة على ثلاثة نظائر مستقرة أو أكثر. لكن هذه ليست قاعدة ثابتة. هناك بعض الاستثناءات للعناصر الكيميائية مثل الكربون والهيليوم والبريليوم.
الطريقة الشائعة لكتابة النظير هي كما يلي: يجب أولاً تعريف النظير بالرجوع إلى اسم العنصر الكيميائي للنظير، ويضاف رمز العنصر الكيميائي، وواصلة صغيرة، والرقم الكتلي، مثل الكربون-12 أو ج-12.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية للنظائر
كما ذكرنا سابقاً، هناك أوجه تشابه واختلاف بين النظائر المرتبطة بنفس العنصر الكيميائي. وأوجه التشابه بين النظائر هي الخواص الكيميائية، حيث أنها تكاد تكون متطابقة في جميع النظائر المرتبطة بهذا العنصر الكيميائي. وتتعلق النقاط المختلفة بين النظائر بالخصائص الفيزيائية، مثل الكتلة، والكثافة، ونقطة الانصهار، ونقطة الغليان، ونقطة التجمد، والتي تختلف بين النظائر المرتبطة بهذا العنصر الكيميائي.
في الواقع، يتم تحديد الخصائص الفيزيائية للنظائر في المقام الأول من خلال الكتل الذرية للعناصر. هذا الاختلاف في الخواص الفيزيائية مهم وضروري من أجل التمييز بين نظائر العنصر الكيميائي عن بعضها البعض. إن معرفة الفرق بين الخواص الفيزيائية هو المفتاح لتمييز نظائر العنصر الكيميائي عن بعضها البعض. وإلا، إذا كانت جميع الخصائص هي نفسها، فلن يكون هناك نظائرها.
لماذا تختلف الخصائص الفيزيائية للنظائر؟
تتشابه الخواص الكيميائية للنظائر المختلفة للعنصر الكيميائي تقريبًا بسبب تشابهها في عدد الذرات وعدد الإلكترونات الموجودة في الطبقة الخارجية. ومع ذلك، بسبب الاختلاف في الكتلة الذرية، فإن الخواص الفيزيائية للنظائر المختلفة للعنصر الكيميائي تختلف عن بعضها البعض. على سبيل المثال، قد تكون بعض النظائر مستقرة بينما البعض الآخر غير مستقر.
أي أن سبب اختلاف الخواص الفيزيائية لنظائر العناصر الكيميائية هو أن النظائر تحتوي على عدد مختلف من النيوترونات، وهذا الاختلاف يؤثر على الكتلة الذرية للنظائر. ونتيجة لذلك فإن الخواص الفيزيائية تختلف بين نظائر العناصر الكيميائية، في حين أن الخواص الكيميائية متشابهة ومتطابقة بين نظائر العناصر الكيميائية.
اقرأ أيضًا : ما اهمية الانجاز الذاتي
أنواع النظائر
في الواقع، يمكن تصنيف نظائر العنصر الكيميائي إلى نوعين، وهما النظائر المستقرة والنظائر غير المستقرة (النظائر المشعة).
النظائر المستقرة: هي نظائر غير مشعة للعناصر الكيميائية، ويمكن أحيانًا الإشارة إلى النظائر المستقرة بالنويدات المستقرة.
النظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة: تسمى النظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة أحيانًا بالنويدات المشعة.
وفقا للبحث، هناك حوالي 339 نظائر مستقرة أو نويدات مستقرة موجودة بشكل طبيعي على هذا الكوكب. ومن بين هذه النظائر المستقرة أو النويدات المستقرة، يوجد حوالي 286 نظيرًا بدائيًا مستقرًا أو نظائرًا بدائية مستقرة. ويُعتقد أن هذه النظائر المستقرة البدائية كانت موجودة على الكوكب منذ تكوين النظام الشمسي.
استخدامات أنواع النظائر
النظائر المستقرة
النظائر المستقرة مفيدة في التجارب البيئية مثل الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين والكبريت والكربون. على سبيل المثال، تستخدم النظائر المستقرة في مجال الكيمياء الجيولوجية لدراسة التركيب الكيميائي للمواد الجيولوجية مثل المعادن والصخور. النظائر المستقرة مفيدة في الكشف عن معلومات حول المواد الجيولوجية، مثل عمرها.
النظائر غير المستقرة
تُستخدم النظائر غير المستقرة في الزراعة، وصناعة الأغذية، ومكافحة الآفات أو الحشرات، وعلم الآثار، والطب. هناك العديد من النظائر غير المستقرة المفيدة في العديد من المجالات. على سبيل المثال، هناك بعض النظائر غير المستقرة التي تستخدم أشعة جاما المنبعثة من النظائر المشعة غير المستقرة من أجل الكشف عن الأورام داخل الجسم.
أمثلة على النظائر
الأمثلة الشائعة للنظائر هي نظائر الهيدروجين ونظائر الكربون. أما بالنسبة لنظائر الهيدروجين، فهناك ثلاثة نظائر مستقرة معروفة، وهي البروتيوم، والديوتيريوم، والتريتيوم. تحتوي نظائر الهيدروجين الثلاثة هذه على نفس عدد البروتونات، لكن بأعداد مختلفة من النيوترونات. لا يحتوي البروتيوم على نيوترونات، ويحتوي الديوتيريوم على نيوترون واحد، ويحتوي التريتيوم على نيوترونين.
والنظير الآخر الأكثر شيوعا بين نظائر العناصر الكيميائية هو نظير الكربون كما ذكرنا سابقا. يحتوي الكربون أيضًا على ثلاثة نظائر مثل الهيدروجين. وهذه النظائر الثلاثة هي الكربون-12، والكربون-13، والكربون-14. أي أن الكتل الذرية للنظائر ممثلة بالأرقام 12 و13 و14 على التوالي. في الواقع، الكربون 12 هو نظير مستقر بينما الكربون 14 هو في الغالب نظير غير مستقر أو مشع.
اقرأ أيضًا : احد قال اهلين وش ارد
حقائق عن النظائر
- جميع العناصر الكيميائية لها نظائر.
- نظائر العناصر الكيميائية لها نوعان رئيسيان: النظائر المستقرة والنظائر غير المستقرة (النظائر المشعة).
- ومن المعروف حوالي 254 نظائر مستقرة للعناصر الكيميائية.
- تتميز جميع النظائر المنتجة في المختبر بأنها نظائر غير مستقرة أو نظائر مشعة.
- بعض العناصر الكيميائية تكون نظائر غير مستقرة أو نظائر مشعة، مثل اليورانيوم الذي يتكون من نظائر غير مستقرة ومشعة فقط.
- الهيدروجين هو العنصر الوحيد الذي له ثلاثة نظائر بأسمائها الخاصة: البروتيوم، الذي لا يحتوي على نيوترونات، والديوتيريوم، الذي يحتوي على نيوترون واحد، والتريتيوم، الذي يحتوي على نيوترونين.
