Đồng vị của Aluminium (Al) (chi tiết nhất)

Bài viết đồng vị của Aluminium hay đồng vị của Al chi tiết nhất giúp học sinh các cấp có thêm thông tin về đồng vị của Al từ đó học tốt môn Hóa hơn.

Đồng vị của Aluminium (Al) (chi tiết nhất)

Mỗi nguyên tố hóa học đều có nhiều đồng vị, bài viết sau sẽ cung cấp cho các em kiến thức về đồng vị của aluminium.

I. Đồng vị của Aluminium

- Trong số các đồng vị của aluminium, chỉ có đồng vị ²⁷Al là ổn định, được tìm thấy trong tự nhiên với hàm lượng như sau:

Đồng vị	Nguồn tự nhiên	Chu kỳ bán rã	Kiểu phân rã	Năng lượng phân rã (MeV)	Sản phẩm phân rã
27Al	100%	Bền

- Các đồng vị của aluminium có số khối từ 21 đến 43, trừ đồng vị ²⁷Al, các đồng vị còn lại đều có tính phóng xạ.

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

Ứng dụng của các đồng vị aluminium chủ yếu tập trung vào các lĩnh vực khoa học, công nghiệp và y tế, nhờ vào các tính chất phóng xạ đặc trưng của chúng. Dưới đây là một số ứng dụng điển hình:

- Nghiên cứu vật liệu:

+ Đánh dấu phóng xạ: Các đồng vị aluminium phóng xạ được sử dụng để đánh dấu các nguyên tử nhôm trong các vật liệu, giúp theo dõi quá trình khuếch tán, ăn mòn hoặc các quá trình vật lý khác.

+ Kích hoạt neutron: Một số đồng vị aluminium có thể được kích hoạt bằng neutron để tạo ra các đồng vị phóng xạ khác, cung cấp thông tin về thành phần và cấu trúc của vật liệu.

- Địa chất và khảo cổ:

+ Định tuổi: Một số đồng vị aluminium có chu kỳ bán rã ngắn được sử dụng để xác định tuổi của các mẫu vật địa chất hoặc khảo cổ.

+ Nghiên cứu quá trình địa chất: Các đồng vị aluminium phóng xạ có thể cung cấp thông tin về các quá trình địa chất như phong hóa, xói mòn và hình thành đất.

- Y học:

+ Chẩn đoán hình ảnh: Một số đồng vị aluminium có thể được sử dụng như chất đánh dấu trong các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh như PET (Positron Emission Tomography) để nghiên cứu các quá trình sinh học trong cơ thể.

+ Liệu pháp phóng xạ: Mặc dù chưa phổ biến, nhưng một số đồng vị aluminium có tiềm năng được sử dụng trong liệu pháp phóng xạ để điều trị ung thư.

- Công nghiệp: Kiểm soát chất lượng: Các đồng vị aluminium phóng xạ có thể được sử dụng để kiểm soát chất lượng trong các quá trình sản xuất, chẳng hạn như đo độ dày của lớp phủ hoặc phát hiện các khuyết tật trong vật liệu.

2. Công thức tính nguyên tử khối trung bình

- Nguyên tử khối của một nguyên tố hóa học có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị, có tính đến tỉ lệ số nguyên tử các đồng vị tương ứng.

- Công thức tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố X:

$\overline{A_X}=\frac{X\times x+Y\times y+Z\times z+\mathrm{...}}{x+y+z+\mathrm{...}}$

Trong đó:

$\overline{A_X}$: là nguyên tử khối trung bình của X

X, Y, Z …: lần lượt là số khối của các đồng vị.

x, y, z… là phần trăm số nguyên tử của các đồng vị tương ứng.

III. Bài tập minh họa

Câu 1: Trong tự nhiên, copper (Cu) có hai đồng vị bền là ⁶³Cu và ⁶⁵Cu. Nguyên tử khối trung bình của copper là 63,54. Tính số mol mỗi loại đồng vị có trong 6,354 gam copper.

Hướng dẫn giải

Gọi x là thành phần phần trăm của đồng vị ⁶³Cu.

Áp dụng công thức tính nguyên tử khối trung bình là có:

$\overline{A_{Cu}}=\frac{x.63+(100-x).65}{100}=\mathrm{63,54}$

$\Rightarrow {\text{\%}}^{63}{\text{Cu = 73; \%}}^{65}\text{Cu = 27}$

$n_{Cu}\text{ = 0,1 mol }\stackrel{}{\to }{\text{ n}}_{{}^{63}Cu}{\text{ = 0,073; n}}_{{}^{65}Cu}\text{ = 0,027 mol}$

Câu 2. Nguyên tố A có hai đồng vị X và Y. Tỉ lệ số nguyên tử của X: Y là 45: 455. Tổng số hạt trong nguyên tử của X bằng 32. Trong Y số hạt mang điện gấp 2 lần số hạt không mang điện. Tính nguyên tử khối trung bình của A.

Hướng dẫn giải

Tổng số hạt trong nguyên tử của X bằng 32 nên:

$\left\{\begin{array}{l}{\text{2Z}}_X{\text{ + N}}_X\text{ = 32 }\to \text{ N = 32 }-\text{ 2Z}\\ 1\le \text{ (N/Z) }\le \text{ 1,5}\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}1\le \text{ (32 }-\text{ 2Z)/Z}\\ \text{(32 }-\text{ 2Z)/Z }\le \text{ 1,5}\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}Z\le \text{ 10,67}\\ \text{Z }\ge \text{ 9,141}\end{array}\right.$

$\Rightarrow {\text{ Z}}_X{\text{ = 10 (Ne); N}}_X\text{ = 12 }\stackrel{}{\to }{\text{ X: }}_{10}^{22}\text{Ne}$

Trong Y số hạt mang điện gấp 2 lần số hạt không mang điện nên:

$2Z_Y=2N_Y\Rightarrow {\text{ Z}}_Y{\text{ = N}}_Y\text{ = 10 }\stackrel{}{\to }{\text{ Y: }}_{10}^{20}\text{Ne}$

Tỉ lệ số nguyên tử của X: Y là 45: 455 nên:

$\stackrel{45:455}{\to }\text{ \%X = (45/500).100 = 9\%; \%Y = 91\%}$

$\stackrel{}{\to }{\overline{\text{A}}}_A\text{ = }\frac{22.9\text{ + 20.91}}{100}\text{ = 20,18}$

Câu 3: Một dung dịch X chứa 8,19 gam muối NaX tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO₃ thu được 20,09 gam kết tủa. X có 2 đồng vị bền. Biết số nguyên tử của đồng vị thứ nhất nhiều gấp 3 lần số nguyên tử của đồng vị thứ 2, hạt nhân đồng vị thứ nhất có ít hơn hạt nhân đồng vị thứ hai là 2 neutron. Số khối của đồng vị nhỏ hơn là

A. 37.

B. 35.

C. 9.

D. 85.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$NaX{\text{ + AgNO}}_3\stackrel{}{\to }\text{ AgX}\downarrow {\text{ + NaNO}}_3$

$\stackrel{PTHH}{\to }{\text{ n}}_{NaX}{\text{ = n}}_{AgX}\iff \frac{\mathrm{8,19}}{23\text{ + X}}\text{ = }\frac{\mathrm{20,09}}{\text{108 + X}}\stackrel{}{\to }\text{ X = 35,5 (Cl)}$

Số khối đồng vị thứ 1 là A, đồng vị thứ 2 là (A + 2)

Số nguyên tử của đồng vị thứ nhất nhiều gấp 3 lần số nguyên tử của đồng vị thứ hai: %(đồng vị thứ 1) = 75%; %(đồng vị thứ 2): 25%

$\Rightarrow \frac{75.A\text{ + 25.(A + 2)}}{100}\text{ = 35,5 }\stackrel{}{\to }\text{ A = 35}$

Xem thêm các bài viết về đồng vị của các nguyên tố hóa học hay khác:

• Đồng vị của Silicon

• Đồng vị của Phosphorus

• Đồng vị của Sulfur

• Đồng vị của Chlorine

• Đồng vị của Argon

---