Đồng vị của Boron (B) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Boron (B) (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 boron.

I. Đồng vị của Boron

- Có 13 đồng vị đã biết của boron, hai đồng vị ổn định của boron là boron – 10 (${}_5{}^{10}B$); boron – 11 (${}_5{}^{11}B$), 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
10B	19,9%	Bền
11B	80,1%	Bền

- Nguyên tử khối trung bình của boron được tính như sau:

${\overline{A}}_B=\frac{\mathrm{10.19,9}+\mathrm{11.80,1}}{100}=\mathrm{10,801}$

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

a. Boron-10 (¹⁰B)

- Năng lượng hạt nhân:

+ Điều khiển phản ứng hạt nhân: Boron-10 có khả năng hấp thụ neutron rất tốt, vì vậy nó được sử dụng làm chất điều khiển trong các lò phản ứng hạt nhân. Bằng cách điều chỉnh lượng Boron-10 trong lò, người ta có thể kiểm soát tốc độ và cường độ của phản ứng phân hạch.

+ Liệu pháp bắt neutron bằng boron (BNCT): Boron-10 được kết hợp với các hợp chất hữu cơ để tạo ra các thuốc đặc hiệu, sau đó đưa vào cơ thể bệnh nhân. Khi chiếu xạ neutron vào vùng bệnh, Boron-10 sẽ hấp thụ neutron và phát ra các hạt alpha có năng lượng cao, tiêu diệt tế bào ung thư một cách chính xác.

- Phát hiện neutron: Boron-10 được sử dụng trong các ống đếm neutron để phát hiện và đo lường mật độ neutron.

- Lá chắn bức xạ: Boron-10 được sử dụng để làm lá chắn bảo vệ con người khỏi bức xạ neutron.

b. Boron-11 (¹¹B)

- Từ trường cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): Boron-11 có spin hạt nhân không bằng không, vì vậy nó được sử dụng trong quang phổ NMR để nghiên cứu cấu trúc và động học của các phân tử chứa Boron.

- Chất làm mát: Một số hợp chất của Boron-11 có nhiệt dung riêng cao, vì vậy chúng được sử dụng làm chất làm mát trong các hệ thống điện tử.

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, nguyên tố copper (Cu) có hai đồng vị là ⁶³Cu và ⁶⁵Cu. Nguyên tử khối trung bình của copper là 63,54. Thành phần phần trăm tổng số nguyên tử của đồng vị ⁶³Cu là

A. 27%.

B. 50%.

C. 54%.

D. 73%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Gọi thành phần phần trăm tổng số nguyên tử của đồng vị ⁶³Cu là x %

Nên thành phần phần trăm tổng số nguyên tử của đồng vị ⁶⁵Cu là (100 – x) %

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

$\overline{A_{Cu}}=\frac{x.63+(100-x).65}{100}=\mathrm{63,54}\Rightarrow x=73$

Câu 2. Cho 5,85 gam muối NaX tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư ta thu được 14,35 gam kết tủa trắng. Nguyên tố X có 2 đồng vị ³⁵X (a%) và ³⁷X (b%). Giá trị của a và b lần lượt là

A. 25% và 75%.

B. 75% và 25%.

C. 65% và 35%.

D. 35% và 65%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

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

$\stackrel{PTHH}{\to }{\text{ n}}_{NaX}{\text{ = n}}_{AgN{O}_3}\iff \frac{\mathrm{5,85}}{\text{23 + X}}\text{ = }\frac{\text{14,35}}{\text{108 + X}}\stackrel{}{\to }\text{ X = 35,5 (Cl)}$

${\overline{A}}_{Cl}\text{ = }\frac{\text{35a + 37.(100 }-\text{ a)}}{100}\text{ = 35,5 }$$\stackrel{}{\to }{\text{ a = \%}}^{35}{\text{Cl = 75; b = \%}}^{37}\text{Cl = 25\%}$

Câu 3: Chlorine có hai đồng vị là ³⁵Cl và ³⁷Cl. Tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị này là 3: 1. Tính nguyên tử khối trung bình của chlorine.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$\stackrel{3:1}{\to }{\text{ \%}}^{35}{\text{Cl = (3/4).100 = 75\%; \%}}^{37}\text{Cl = 25\%}$

$\stackrel{}{\to }{\overline{\text{A}}}_{Cl}\text{ = }\frac{\text{35.75 + 37.25}}{100}\text{ = 35,5}$

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

• Đồng vị của Carbon

• Đồng vị của Nitrogen

• Đồng vị của Oxygen

• Đồng vị của Fluorine

• Đồng vị của Neon

---