Làm thế nào để bạn biết sự khác biệt giữa các đồng vị?


Câu trả lời 1:

Không chắc chắn những gì bối cảnh ở đây. . . nhưng đang tiến hành.

Đồng vị phóng xạ có nửa đời khác nhau. Đây là cách chúng tôi phân biệt giữa (nói) U-235 và U-238 (U: uranium). Họ có một nửa cuộc sống khá khác nhau. Các bài viết trên Wikipedia về các nguyên tố hóa học khác nhau thường liệt kê các đồng vị đã biết của một nguyên tố, cùng với nửa đời được đo. (Mọi nguyên tố hóa học đều có ít nhất một đồng vị phóng xạ.) Đây là cách các đồng vị được phát hiện lần đầu tiên. Các nhà hóa học trong thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20 đã tìm ra loạt phân rã phóng xạ khác nhau, bắt đầu từ U-235, U-238 và Th-232 (Th: thorium). Lúc đầu, họ nghĩ rằng mỗi loài phóng xạ riêng biệt là một nguyên tố riêng biệt. Nhưng họ đã tìm thấy quá nhiều loài phóng xạ cho không gian có sẵn trong biểu đồ định kỳ giữa bismuth và uranium. Radon đặc biệt có vấn đề, vì (tôi nghĩ) có ba đồng vị radon khác nhau trong số ba chuỗi phân rã đó. Và radon đặc biệt dễ dàng phát hiện vì nó là một chất khí, nó phát ra từ mẫu rắn. Các nhà hóa học đề xuất ít nhất hai tên, radon quen thuộc và niton. Cuối cùng, họ nhận ra tất cả các phát xạ này là cùng một nguyên tố, chỉ là các đồng vị khác nhau. Xem bài viết Wikipedia về radon.

Máy quang phổ khối sẽ tách các đồng vị khác nhau của bất kỳ nguyên tố hóa học nào. Tôi nghĩ rằng chúng cũng có thể được (từ từ) tách ra bằng cách chưng cất phân đoạn. Tôi tin rằng đây là cách các nhà cung cấp các nguyên tố hoặc hợp chất được làm giàu với một đồng vị cụ thể có được chúng.

Nhưng tại sao mọi người sẽ đi đến chi phí và rắc rối khi tách (nói) O-17 khỏi O-16 hoặc C-13 từ C-12. Điều này dẫn đến cách thú vị nhất mà người ta có thể phân biệt giữa các đồng vị, mỗi đồng vị có spin hạt nhân riêng. Và do đó, C-13 cho kết quả khác nhau trong máy quang phổ NMR từ C-12; trên thực tế, C-12 có spin hạt nhân bằng 0 và do đó không cho tín hiệu NMR. Nhưng (may mắn thay) một phần nhỏ các nguyên tử carbon có hạt nhân C-13 với độ xoáy 1/2 và do đó cho thấy tín hiệu trong máy quang phổ NMR. Do đó, bit C-13 trở nên rất hữu ích, vì người ta có thể tìm hiểu rất nhiều về một hợp chất hữu cơ chưa biết và về cấu trúc hóa học hoặc các phân tử hữu cơ nói chung từ phổ C-13 NMR của chúng.