Описание изотопов: определение, состав, превращения

Характеристики

Поскольку свойства атомов по существу определяются их электронными процессами, изотопы одного и того же химического элемента обладают по существу одинаковыми физическими и химическими свойствами, качественно и количественно. Разница в массе между изотопами, поскольку она влияет на кинетическую энергию атомов и молекул, однако приводит к небольшим различиям в свойствах, называемых изотопическими эффектами . Эти эффекты тем более важны, поскольку относительная разница в массе велика; поэтому они максимальны для водорода (масса 2 H вдвое больше, чем 1 H) и минимальны для самых тяжелых элементов ( например, масса 235 U не превышает массы 234 U более 0,4%).

• Первый эффект касается свойств в состоянии равновесия. Когда в простом теле мы заменяем атом более тяжелым изотопом, мы, в частности, немного увеличиваем температуры плавления и кипения, а также соответствующие скрытые теплоты ( плавления и испарения ). Их значения, таким образом, составляют 3,81  ° C, 101,42  ° C, 6,132  кДж / моль и 41,521  кДж / моль для тяжелой воды 2 H ₂ 16 O., против ° C, 100  ° C, 6,007  кДж / моль и 40,657  кДж / моль для легкой воды 1 H ₂ 16 O.
• Второй эффект касается скорости процессов возврата к равновесию (поток, диффузия, химические реакции и т. Д.). Когда в простом теле атом заменяется более тяжелым изотопом, все эти скорости уменьшаются. Таким образом, вязкость воды при 20  ° C составляет 1,246 7 · 10 -3  Па · с для тяжелой воды по сравнению с 1,001 6 · 10 -3  Па · с для легкой воды.

Эти эффекты используются для разделения изотопов (в частности, для исследований, медицины и атомной промышленности ). Немного разные температуры кипения позволили, например, осуществить первое обогащение изотопом путем перегонки с использованием ленточной ректификационной колонны с вращающейся лентой . Обогащение 235 U природного урана осуществляется сегодня тепловой диффузии, диффузии в газообразном состоянии, центрифугированием или электромагнитного разделения .

Применение энергии распада

Также учеными было выяснено, что в ходе распада радиоактивного изотопа выделяется огромное количество свободной энергии. Ее количество принято измерять единицей Кюри, равной времени деления 1 г радона-222 за 1 секунду. Чем выше этот показатель, тем больше энергии выделяется.

Это стало поводом для разработки способов использования свободной энергии. Так появились атомные реакторы, в которые помещается радиоактивный изотоп. Большая часть энергии, выделяемой им, собирается и превращается в электричество. На основании этих реакторов создаются атомные станции, которые дают самое дешевое электричество. Уменьшенные варианты таких реакторов ставят на самоходные механизмы. Учитывая опасность аварий, чаще всего такими машинами выступают подводные лодки. В случае отказа реактора количество жертв на подлодке будет легче свести к минимуму.

Еще один очень страшный вариант использования энергии полураспада – атомные бомбы. Во время Второй мировой войны они были испытаны на человечестве в японских городах Хиросима и Нагасаки. Последствия оказались очень печальными. Поэтому в мире действует соглашение о неиспользовании этого опасного оружия. В месте с тем большие государства с ориентацией на милитаризацию и сегодня продолжают исследования в этой отрасли. Кроме того, многие из них втайне от мирового сообщества изготавливают атомные бомбы, которые в тысячи раз опаснее тех, которые использовались в Японии.

Атом и его частицы

Исследуя структуру материи посредством бомбардировки альфа-частицами, Э. Резерфорд доказал в 1910 году, что основное пространство атома заполнено пустотой. И только в центре находится ядро. Вокруг него по орбиталям двигаются отрицательные электроны, составляя оболочку этой системы. Так была создана планетарная модель «кирпичиков» материи.

Что такое изотопы? Вспомните из курса химии, что ядро тоже имеет сложное строение. Оно состоит из положительных протонов и не имеющих заряда нейтронов. Количество первых определяет качественные характеристики химического элемента. Именно число протонов отличает вещества друг от друга, наделяя их ядра определённым зарядом. И по этому признаку им присваивается порядковый номер в таблице Менделеева. Но количество нейтронов у одного и того же химического элемента дифференцирует их на изотопы. Определение в химии данному понятию поэтому можно дать следующее. Это разновидности атомов, отличающиеся по составу ядра, обладающие одинаковым зарядом и порядковым номеров, но имеющие разные массовые числа, ввиду различий в количестве нейтронов.

Применение изотопов.

Разнообразные изотопы химических элементов находят широкое применение в научных исследованиях, в различных областях промышленности и сельского хозяйства, в ядерной энергетике, современной биологии и медицине, в исследованиях окружающей среды и других областях. В научных исследованиях (например, в химическом анализе) требуются, как правило, небольшие количества редких изотопов различных элементов, исчисляемые граммами и даже миллиграммами в год. Вместе с тем, для ряда изотопов, широко используемых в ядерной энергетике, медицине и других отраслях, потребность в их производстве может составлять многие килограммы и даже тонны. Так, в связи с использованием тяжелой воды D₂O в ядерных реакторах ее общемировое производство к началу 1990-х прошлого века составляло около 5000 т в год. Входящий в состав тяжелой воды изотоп водорода дейтерий, концентрация которого в природной смеси водорода составляет всего 0,015%, наряду с тритием станет в будущем, по мнению ученых, основным компонентом топлива энергетических термоядерных реакторов, работающих на основе реакций ядерного синтеза. В этом случае потребность в производстве изотопов водорода окажется огромной.

В научных исследованиях стабильные и радиоактивные изотопы широко применяются в качестве изотопных индикаторов (меток) при изучении самых различных процессов, происходящих в природе.

В сельском хозяйстве изотопы («меченые» атомы) применяются, например, для изучения процессов фотосинтеза, усвояемости удобрений и для определения эффективности использования растениями азота, фосфора, калия, микроэлементов и др. веществ.

Изотопные технологии находят широкое применение в медицине. Так в США, согласно статистическим данным, проводится более 36 тыс. медицинских процедур в день и около 100 млн. лабораторных тестов с использованием изотопов. Наиболее распространены процедуры, связанные с компьютерной томографией. Изотоп углерода C13, обогащенный до 99% (природное содержание около 1%), активно используется в так называемом «диагностическом контроле дыхания». Суть теста очень проста. Обогащенный изотоп вводится в пищу пациента и после участия в процессе обмена веществ в различных органах тела выделяется в виде выдыхаемого пациентом углекислого газа СО₂, который собирается и анализируется с помощью спектрометра. Различие в скоростях процессов, связанных с выделением различных количеств углекислого газа, помеченных изотопом С13, позволяют судить о состоянии различных органов пациента. В США число пациентов, которые будут проходить этот тест, оценивается в 5 млн. человек в год. Сейчас для производства высоко обогащенного изотопа С13 в промышленных масштабах используются лазерные методы разделения.

Владимир Жданов

Распространение в природе

В естественных условиях чаще всего встречаются вещества, масса изотопа которых напрямую определяется его порядковым числом в таблице Д. Менделеева. К примеру, водород, обозначаемый символом Н, имеет порядковый номер 1, а его масса равна единице. Изотопы его, 2Н и 3Н, в природе встречаются крайне редко.

Даже человеческий организм имеет некоторое количество радиоактивных изотопов. Попадают они внутрь через пищу в виде изотопов углерода, который, в свою очередь, впитывается растениями из почвы или воздуха и переходит в состав органических веществ в процессе фотосинтеза. Поэтому и человек, и животные, и растения излучают определенный радиационный фон. Только он настолько низкий, что не мешает нормальному функционированию и росту.

Источниками, которые способствуют образованию изотопов, выступают внутренние слои земного ядра и излучения из космоса.

Как известно, температура на планете во многом зависит от ее горячего ядра. Но только совсем недавно стало понятно, что источником этого тепла выступает сложная термоядерная реакция, в которой участвуют радиоактивные изотопы.

Стойкие и нестойкие вариации

Каждый химический элемент имеет несколько изотопов. Из-за того, что в их ядрах есть свободные нейтроны, они не всегда вступают в стабильные связи с остальными составляющими атома. Через некоторое время свободные частицы покидают ядро, из-за чего меняется его масса и физические свойства. Так образуются другие изотопы, что ведет в конце концов к образованию вещества с равным количеством протонов, нейтронов и электронов.

Те вещества, которые распадаются очень быстро, называются радиоактивными изотопами. Они выпускают в пространство большое количество нейтронов, образующих мощное ионизирующее гамма-излучение, известное своей сильной проникающей способностью, которая негативно влияет на живые организмы.

Более стойкие изотопы не являются радиоактивными, поскольку количество выделяемых ими свободных нейтронов не способно образовывать излучения и существенно влиять на другие атомы.

Достаточно давно учеными была установлена одна важная закономерность: у каждого химического элемента есть свои изотопы, стойкие или радиоактивные. Интересно, что многие из них были получены в лабораторных условиях, а их присутствие в естественном виде невелико и не всегда фиксируется приборами.

Изотоп — это… Что такое Изотоп?

Изото́пы (от греч. ισος — «равный», «одинаковый», и τόπος — «место») — разновидности атомов (и ядер) одного химического элемента с разным количеством нейтронов в ядре. Название связано с тем, что изотопы находятся в одном и том же месте (в одной клетке) таблицы Менделеева. Химические свойства атома зависят практически только от строения электронной оболочки, которая, в свою очередь, определяется в основном зарядом ядра Z (то есть количеством протонов в нём) и почти не зависит от его массового числа A (то есть суммарного числа протонов Z и нейтронов N). Все изотопы одного элемента имеют одинаковый заряд ядра, отличаясь лишь числом нейтронов. Обычно изотоп обозначается символом химического элемента, к которому он относится, с добавлением верхнего левого индекса, означающего массовое число (например, 12C, 222Rn). Можно также написать название элемента с добавлением через дефис массового числа (например, углерод-12, радон-222). Некоторые изотопы имеют традиционные собственные названия (например, дейтерий, актинон).

Терминология

Основная позиция ИЮПАК состоит в том, что правильным термином в единственном числе для обозначения атомов (или ядер) одного химического элемента с одинаковой атомной массой является нуклид, а термин изотопы допускается применять для обозначения совокупности нуклидов одного элемента. Термин изотопы был предложен и применялся изначально во множественном числе, поскольку для сравнения необходимо минимум две разновидности атомов. В дальнейшем в практику широко вошло также употребление термина в единственном числе — изотоп. Кроме того, термин во множественном числе часто применяется для обозначения любой совокупности нуклидов, а не только одного элемента, что также некорректно. В настоящее время позиции международных научных организаций не приведены к единообразию и термин изотоп продолжает широко применяться, в том числе и в официальных материалах различных подразделений ИЮПАК и ИЮПАП. Это один из примеров того, как смысл термина, изначально в него заложенный, перестаёт соответствовать понятию, для обозначения которого этот термин используется (другой хрестоматийный пример — атом, который, в противоречии с названием, не является неделимым).

История открытия изотопов

Первое доказательство того, что вещества, имеющие одинаковое химическое поведение, могут иметь различные физические свойства, было получено при исследовании радиоактивных превращений атомов тяжёлых элементов. В 1906—07 выяснилось, что продукт радиоактивного распада урана — ионий и продукт радиоактивного распада тория — радиоторий, имеют те же химические свойства, что и торий, но отличаются от него атомной массой и характеристиками радиоактивного распада. Было обнаружено позднее, что у всех трёх продуктов одинаковы оптические и рентгеновские спектры. Такие вещества, идентичные по химическим свойствам, но различные по массе атомов и некоторым физическим свойствам, по предложению английского учёного Ф. Содди, стали называть изотопами.

Изотопы в природе

Считается, что изотопный состав элементов на Земле одинаков во всех материалах. Некоторые физические процессы в природе приводят к нарушению изотопного состава элементов (природное фракционирование изотопов, характерное для лёгких элементов, а также изотопные сдвиги при распаде природных долгоживущих изотопов). Постепенное накопление в минералах ядер — продуктов распада некоторых долгоживущих нуклидов используется в ядерной геохронологии.

Применение изотопов человеком

В технологической деятельности люди научились изменять изотопный состав элементов для получения каких-либо специфических свойств материалов. Например, 235U способен к цепной реакции деления тепловыми нейтронами и может использоваться в качестве топлива для ядерных реакторов или ядерного оружия. Однако в природном уране лишь 0,72 % этого нуклида, тогда как цепная реакция практически осуществима лишь при содержании 235U не менее 3 %. В связи с близостью физико-химических свойств изотопов тяжёлых элементов, процедура изотопного обогащения урана является крайне сложной технологической задачей, которая доступна лишь десятку государств в мире. Во многих отраслях науки и техники (например, в радиоиммунном анализе) используются изотопные метки.

Распад изотопов

Поскольку изотопы – это нестойкие образования, можно предположить, что они по прошествии времени всегда распадаются на более постоянные ядра химических элементов. Это утверждение верно, поскольку ученым не удалось обнаружить в природе огромного количества радиоактивных изотопов. Да и большинство из тех, которые были добыты в лабораториях, просуществовали от пары минут до нескольких дней, а потом снова превратились в обычные химические элементы.

Но есть в природе и такие изотопы, которые оказываются очень устойчивыми к распаду. Они могут существовать миллиарды лет. Образовались такие элементы в те далекие времена, когда земля еще формировалась, а на ее поверхности не было даже твердой коры.

Радиоактивные изотопы распадаются и вновь образуются очень быстро. Поэтому с той целью, чтобы облегчить оценку стойкости изотопа, учеными было принято решение рассматривать категорию периода его полураспада.

Радиоактивность на вынос

Чем дальше заходил мирный атомный проект СССР, тем больше изотопов требовалось. Изначально тайные работы быстро стали рассекречивать: в 1953 году об использовании изотопов уже писали «Известия», а в 1955-м советская делегация рассказала о результатах этой деятельности в Женеве, демонстрируя достижения советской науки. Четырьмя годами позже Никита Хрущев, выступая на XXI съезде КПСС, назвал изотопы в числе технологий, которые приведут СССР к коммунизму уже к окончанию действовавшей семилетки.

Советский документальный фильм об использовании атомной энергии в мирных целях

Однако здесь была небольшая проблема. В СССР (как и в США) мирный атом был побочным продуктом военных разработок. А потому производили изотопы только на секретных объектах. В основном — на Комбинате № 817 в закрытом городе Челябинске-40 (ныне Озерск в Челябинской области). Там вырабатывали оружейный плутоний и в 1949 году получили первые изотопы. Кобальт, фосфор, железо и другие элементы закладывали в реактор вместе с материалами военного назначения и облучали (это нормальный рабочий метод, который применяют до сих пор).

Но просто создать изотопы было недостаточно. Их нужно было как-то доставить потребителям и при этом не нарушить секретность. Еще в 1948 году была создана Препарационная лаборатория. Здесь изотопы-полуфабрикаты, доставленные представителями МВД, хранили и расфасовывали. Лаборатория была таким перевалочным пунктом между миром строгой секретности и широким потребителем.

Формально она относилась к Институту биофизики Академии медицинских наук СССР, но на самом деле ее контролировало Первое главное управление (ПГУ) при Совете министров. Это ведомство курировало атомный проект СССР, и до 1953 года его возглавлял Лаврентий Берия. В 1950-е его преобразовали в Министерство средней промышленности. Оно тоже было секретным.

В конце 1950-х годов внедрение изотопов в СССР пошло еще дальше. В 1959-м в Москве, неподалеку от недавно возведенного главного корпуса МГУ, на площади 60-летия СССР в доме № 70 по Ленинскому проспекту открылся магазин с необычным названием — «Изотопы».

Как нетрудно догадаться, продавали в магазине стабильные и радиоактивные изотопы. Но были там и другие товары. Например, здесь можно было приобрести меченые атомами соединения, источники и мишени для гамма-установок и ускорителей элементарных частиц, материалы для облучения. В первый год после открытия на выбор предлагалось 75 радиоактивных и 217 стабильных изотопов, 490 радиоактивных соединений, 300 стабильных изотопов в соединениях, источники гамма- и бета-излучения, нейтронные источники, монокристаллы, сцинтиллирующие (светящиеся под воздействием частиц) вещества и т. д.

Кроме того, магазин снабжал своих клиентов типовыми проектами, по которым можно было собирать радиоизотопные лаборатории на местах. Здесь же продавали всё необходимое оборудование: шкафы, камеры и контейнеры для хранения радиоактивных материалов, а также экраны, инструменты и одежду для работы.

Еще «Изотопы» распространяли справочники и каталоги, объясняющие, как использовать продукцию магазина. Именно по каталогам нужно было делать заказ. Такой формат торговли был не очень привычен для СССР. К тому же воспользоваться каталогом не мог любой желающий: магазин продавал свою продукцию только промышленным, научным и учебным организациям по предварительной заявке. Одобрить ее могли только при наличии справки от Госсанинспекции, разрешающей работу с изотопами. Да и сам товар был очень дорогим. Настолько, что некоторые элементы предлагали брать во временное пользование.

Применение в археологии

Известно, что в живых организмах всегда есть радиоактивный углерод-14, полураспад изотопа которого равен 5570 лет. Кроме того, ученные знают, какое количество этого элемента содержится в организме до момента его смерти. Это значит, что все спиленные деревья излучают одинаковое количество радиации. Со временем интенсивность излучения падает.

Это помогает археологам определить, как давно умерло дерево, из которого построили галеру или любой другой корабль, а значит, и само время строительства. Этот метод исследования получил название радиоактивного углеродного анализа. Благодаря ему ученым легче установить хронологию исторических событий.

Что такое и почему существуют изотопы

В периодической системе Менделеева и данный элемент, и атомы вещества с отличающейся массой ядра занимают одну клетку. Исходя из вышеперечисленного таким разновидностям одного и того же вещества было дано название «изотопы» (от греческого isos – одинаковый и topos – место). Итак, изотопы – это разновидности данного химического элемента, различающиеся по массе атомных ядер.

По принятой нейтронно-протонной модели ядра объяснить существование изотопов удалось следующим образом: ядра некоторых атомов вещества содержат различное количество нейтронов, но одинаковое количество протонов. В самом деле, заряд ядра изотопов одного элемента одинаков, следовательно, количество протонов в ядре одинаково. Ядра различаются по массе, соответственно, они содержат разное количество нейтронов.

Основные изотопы

1-Углерод 14: это изотоп углерода с периодом полураспада 5730 лет, который используется в археологии для определения возраста горных пород и органического вещества..

2-Уран 235: этот изотоп урана используется на атомных электростанциях для обеспечения ядерной энергии, так же, как он используется для создания атомных бомб.

3-Иридий 192: этот изотоп является искусственным изотопом, используемым для проверки герметичности трубок..

4-Уран 233: этот изотоп является искусственным и не встречается в природе, и используется на атомных электростанциях.

5-кобальт 60: используется при раке, поскольку он излучает более мощное излучение, чем радио, и дешевле.

6-Технеций-99: этот изотоп используется в медицине для поиска заблокированных кровеносных сосудов

7-Radio 226: этот изотоп используется для лечения рака кожи

8-Bromo 82: используется для гидрографических исследований потока воды или динамики озер..

9-тритий: этот изотоп представляет собой изотоп водорода, используемый в медицине в качестве индикатора. Известная водородная бомба — это действительно тритиевый насос.

10-йод 131: радионуклид, который использовался в ядерных испытаниях, проведенных в 1945 году. Этот изотоп увеличивает риск развития рака в дополнение к таким заболеваниям, как щитовидная железа.

11-Мышьяк 73: используется для определения количества мышьяка, который был поглощен организмом

12-Мышьяк 74: используется для определения и локализации опухолей головного мозга..

13-Азот 15: он используется в научных исследованиях для проведения ядерного магнитно-резонансного спектроскопического теста. Это также используется в сельском хозяйстве.

14-Gold 198: используется для бурения нефтяных скважин

15-Меркурий 147: используется для реализации электролизеров

16-Lantano 140: используется в котлах и промышленных печах

17-Фосфор 32: используется в медицинских исследованиях костей, костей и костного мозга

18-Фосфор 33: используется для распознавания ядер ДНК или нуклеотидов.

19-Scandio 46: этот изотоп используется при анализе почвы и отложений

20-Фтор 18: он также известен как Fludeoxyglucose, и используется, чтобы сделать исследования тканей организма.

Другие примеры изотопов

1. Сурьма 121
2. Аргон 40
3. Сера 32
4. Барий 135
5. Бериллий 8
6. Боро 11
7. Бром 79
8. Кадмий 106
9. Кадмий 108
10. Кадмий 116
11. Кальций 40
12. Кальций 42
13. Кальций 46
14. Кальций 48
15. Карбон 12
16. Церий 142
17. Цирконий 90
18. Хлор 35
19. Медь 65
20. Chrome 50
21. Диспрозий 161
22. Диспрозио 163
23. Диспрозио 170
24. Эрбий 166
25. Олово 112
26. Олово 115
27. Олово 120
28. Олово 122
29. Стронций 87
30. Европий 153
31. Гадолиний 158
32. Галлий 69
33. Германио 74
34. Хафнио 177
35. Гелий 3
36. Гелий 4
37. Водород 1
38. Водород 2
39. Железо 54
40. Индийский 115
41. Иридиум 191
42. Iterbio 173
43. Криптон 80
44. Криптон 84
45. Литий 6
46. Магний 24
47. Меркурий 200
48. Меркурий 202
49. Молибден 98
50. Неодим 144
51. Неон 20
52. Никель 60
53. Азот 15
54. Osmio 188
55. Осмий 190
56. Кислород 16
57. Кислород 17
58. Кислород 18
59. Палладий 102
60. Палладий 106
61. Серебро 107
62. Платина 192
63. Свинец 203
64. Свинец 206
65. Свинец 208
66. Калий 39
67. Калий 41
68. Ренио 187
69. Рубидий 87
70. Рутений 101
71. Рутений 98
72. Самар 144
73. Самарий 150
74. Селен 74
75. Селен 82
76. Кремний 28
77. Кремний 30
78. Таллий 203
79. Таллий 205
80. Телуро 125
81. Телуро 127
82. Титан 46
83. Титан 49
84. Уран 238
85. Вольфрам 183
86. Ксенон 124
87. Ксенон 130
88. Цинк 64
89. Цинк 66
90. Цинк 67

ссылки

1. Коттон, Ф. Альберт Уилкинсон и соавт.. Основная неорганическая химия. Лимуса, 1996.
2. РОДЖЕРС, Глен Э. Неорганическая химия: введение в координационную химию, твердотельное и описательное. McGraw-Hill Interamericana ,, 1995.
3. RAYNER-CANHAM, GeoffEscalona García и др.. Начертательная неорганическая химия. Пирсон Образование ,, 2000.
4. Хьюи, Джеймс Кейтр и др.. Неорганическая химия: принципы строения и реакционная способность. Оксфорд, 2005.
5. ГУТЬЕРРЕС РОСОС, Энрике. Неорганическая химия. 1994.
6. HOUSECROFT, Кэтрин Э. и др.. Неорганическая химия. 2006.
7. ХЛОПОК, Ф. Альберт; Уилкинсон, Джеффри. Основная неорганическая химия. 1987.

Терминология

Первоначально изотопы также назывались изотопными элементами, а в настоящее время иногда называют изотопными нуклидами.

Основная позиция ИЮПАК состоит в том, что правильным термином в единственном числе для обозначения атомов одного химического элемента с одинаковой атомной массой является нуклид, а термин изотопы допускается применять для обозначения совокупности нуклидов одного элемента. Термин изотопы был предложен и применялся изначально во множественном числе, поскольку для сравнения необходимо минимум две разновидности атомов. В дальнейшем в практику широко вошло также употребление термина в единственном числе — изотоп. Кроме того, термин во множественном числе часто применяется для обозначения любой совокупности нуклидов, а не только одного элемента, что также некорректно. В настоящее время позиции международных научных организаций не приведены к единообразию и термин изотоп продолжает широко применяться, в том числе и в официальных материалах различных подразделений ИЮПАК и ИЮПАП. Это один из примеров того, как смысл термина, изначально в него заложенный, перестаёт соответствовать понятию, для обозначения которого этот термин используется (другой хрестоматийный пример — атом, который, в противоречии с названием, не является неделимым).

Изотопы в аналитике

При измерениях оптического спектра с достаточным разрешением изотопы элемента можно различить по их спектральным линиям ( изотопический сдвиг ).

Изотопный состав в образце обычно определяется с помощью масс-спектрометра, в случае следовых изотопов с помощью масс-спектрометрии на ускорителе .

Радиоактивные изотопы часто можно идентифицировать по продуктам их распада или испускаемому ионизирующему излучению .

Изотопы также играют роль в спектроскопии ЯМР . Например, обычный изотоп углерода 12 C не имеет магнитного момента и поэтому не наблюдается. Поэтому исследования углерода можно проводить только с использованием гораздо более редкого изотопа 13 C.

Изотопы также используются для выяснения механизмов реакции или метаболизма с помощью так называемого изотопного мечения .

Изотопный состав воды различен и характерен в разных местах мира. Эти различия позволяют проверять декларацию места происхождения таких пищевых продуктов, как вино или сыр .

Исследование определенных изотопных структур (особенно изотопных структур 13 C) в органических молекулах называется изотопомерным анализом. Среди прочего, он позволяет определять потоки внутриклеточного материала в живых клетках. Кроме того, сегодня в экологии широко распространен анализ соотношений 13 C / 12 C, 15 N / 14 N и 34 S / 32 S. На основе фракционирования это массовые потоки могут быть в пищевой сети отслеживать или Trophieniveaus определения отдельных видов. Стабильные изотопы также служат естественными индикаторами в медицине .

В гидрологии выводы о гидрологических процессах делаются из соотношений концентраций изотопов. Круговорот воды сопровождает большинство материальных потоков над и под поверхностью земли. В качестве ориентира часто используется Венский стандарт средней океанской воды (VSMOV).

Геохимия занимается изотопами в минералах, горных породах, почвах, воде и атмосфере .

ИЗОТОПЫ — это… Что такое ИЗОТОПЫ?

• Изотопы — (от изо… и греческого topos место), разновидности химических элементов, у которых ядра атомов (нуклидов) отличаются числом нейтронов, но содержат одинаковое число протонов и поэтому занимают одно и то же место в периодической системе химических …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

• ИЗОТОПЫ — (от изо… и греч. topos место) разновидности химических элементов, у которых ядра атомов отличаются числом нейтронов, но содержат одинаковое число протонов и поэтому занимают одно и то же место в периодической системе элементов. Различают… …   Большой Энциклопедический словарь

• ИЗОТОПЫ — ИЗОТОПЫ, хим. элементы, расположенные в одной и той же клетке периодической системы и следовательно обладающие одинаковым атомным номером или порядко вым числом. При этом И. не должны, вообще говоря, обладать одинаковым атомным весом. Различные… …   Большая медицинская энциклопедия

• ИЗОТОПЫ — разновидности данного хим. элемента, различающиеся по массе ядер. Обладая одинаковыми зарядами ядер Z, но различаясь числом нейтронов, И. имеют одинаковое строение электронных оболочек, т. е. очень близкие хим. св ва, и занимают одно и то же… …   Физическая энциклопедия

• изотопы — атомы одного и того же хим. элемента, ядра которых содержат одинаковое число протонов, но различное число нейтронов; имеют разные атомные массы, обладают одними и теми же хим. свойствами, но различаются по своим физ. свойствам, в частности… …   Словарь микробиологии

• ИЗОТОПЫ — атомы хим. элемента, обладающие разными массовыми числами, но имеющие одинаковый заряд атомных ядер и поэтому занимающие одно место в периодической системе Менделеева. Атомы разных изотопов одного и того же хим. элемента отличаются по числу… …   Геологическая энциклопедия

• Изотопы — Isotopes нуклиды, имеющие одинаковый атомный номер, но различные атомные массы (например, уран 235 и уран 238). Термины атомной энергетики. Концерн Росэнергоатом, 2010 …   Термины атомной энергетики

• ИЗОТОПЫ — (от изо… и греч. topos место), элементы с одинаковым порядковым номером, но с разной атомной массой. Большинство радиоактивных изотопов, важных для экологии, обладают энергией от 0,1 до 5 Мэв (чем выше энергия радиоактивных изотопов, тем больше …   Экологический словарь

• изотопы — Нуклиды, имеющие одинаковый атомный номер, но различные атомные массы (например, уран 235 и уран 238). [http://pripyat.forumbb.ru/viewtopic.php?id=25] Тематики атомная энергетика в целом EN isotopes …   Справочник технического переводчика

• ИЗОТОПЫ — разновидности атомов данного хим. элемента, ядра которых содержат одинаковое число протонов, но различное число нейтронов. И. имеют разные атомные (см.) и одинаковое число электронов в атомной оболочке, что определяет их очень близкие физ. хим.… …   Большая политехническая энциклопедия