Đồng vị của Gadolinium (Gd) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Gadolinium (Gd) (chi tiết nhất)

Cho đến năm 2020, đã có 118 nguyên tố hóa học được xác định, trong đó có 94 nguyên tố có nguồn gốc tự nhiên, còn lại là nguyên tố nhân tạo. 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 gadolinium.

I. Đồng vị của gadolinium

- Gadolinium trong tự nhiên là hỗn hợp của 5 đồng vị ổn định, bao gồm Gd¹⁵⁴, Gd¹⁵⁵, Gd¹⁵⁶, Gd¹⁵⁷ và Gd¹⁵⁸, và 2 đồng vị phóng xạ là Gd¹⁵² và Gd¹⁶⁰, với Gd¹⁵⁸ là phổ biến nhất (24,84% độ phổ biến tự nhiên)

Đồng vị	Nguồn tự nhiên	Chu kỳ bán rã	Kiểu phân rã	Năng lượng phân  rã (MeV)	Sản phẩm phân rã
152Gd	0,2%	1,08.1014 năm	α	2,205	148Sm
154Gd	2,18%	Bền
155Gd	14,8%	Bền
156Gd	20,47%	Bền
157Gd	15,65%	Bền
158Gd	24,84%	Bền
160Gd	21,86%	Bền

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

${\overline{A}}_{G\text{d}}=\frac{\mathrm{152.0,2}+\mathrm{154.2,18}+\mathrm{155.14,8}+\mathrm{156.20,47}+\mathrm{157.15,65}+\mathrm{158.24,84}+\mathrm{160.21,86}}{100}=\mathrm{157,33}$

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

Gadolini được sử dụng trong sản xuất các thạch lựu gadolini ytri phục vụ cho các ứng dụng vi sóng, và các hợp chất gadolini được dùng trong sản xuất các chất lân quang cho các ống tia âm cực dùng trong tivi màu. Gadolini cũng được dùng trong sản xuất các đĩa compact và bộ nhớ máy tính.

Gadolini được dùng trong các hệ thống tạo lực đẩy bằng hạt nhân trong hàng hải như là chất độc hạt nhân có thể cháy hết. Gadolini cũng được dùng như là một biện pháp thứ cấp, tắt khẩn cấp trong một số lò phản ứng hạt nhân, cụ thể là trong kiểu CANDU.

Gadolinium-153 có chu kỳ bán rã 240,4 ±10 ngày và bức xạ tia gama với các đỉnh mạnh tại 41 keV và 102 keV. Nó được sử dụng như là nguồn tia gama trong phép đo hấp thụ tia X hay đo đạc mật độ xương cho chiếu chụp chứng loãng xương và trong hệ thống chiếu chụp tia X Lixiscope có thể di động.

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, hydrogen có 2 đồng vị bền là ¹H (99,984%) và ²H (0,016%); chlorine có 2 đồng vị bền là ³⁵Cl (75,77%) và ³⁷Cl (24,23%). Phân tử khối trung bình của HCl là

A. 35,48.

B. 36,48.

C. 35,84.

D. 36,84.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

${\overline{A}}_H\text{ = }\frac{1.\text{99,984 + 2.0,016}}{100}\approx \text{ 1; }{\overline{A}}_{Cl}\text{ = }\frac{35.\text{75,77 + 37.24,23}}{100}\text{ = 35,48 }\stackrel{}{\to }{\text{ M}}_{HCl}\text{ = 36,48}$

Câu 2. 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. 9

C. 35

D. 85.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

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

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

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%

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

Câu 3: Trong tự nhiên, nguyên tố chlorine có 2 đồng vị là ³⁵Cl và ³⁷Cl. Nguyên tử khối trung bình của chlorine là 35,5. Trong hợp chất HClO_x, nguyên tử đồng vị ³⁵Cl chiếm 26,12% về khối lượng. Xác định công thức phân tử của hợp chất HClO_x (cho H = 1; O = 16).

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$\stackrel{PPDC}{\to }{\text{ \%}}^{35}{\text{Cl = 75\%; \%}}^{37}\text{Cl = 25\%}$

$n_{HCl{O}_x}\text{ = 1 mol }\stackrel{}{\to }{\text{ n}}_{Cl}{\text{ = 1 mol; n}}_{{}^{35}Cl}{\text{ = 0,75 mol; n}}_{{}^{37}Cl}\text{ = 0,25 mol}$

${\%}^{35}Cl\text{ = }\frac{\text{0,75.35}}{\left(1\text{ + 35,5 16x}\right)}.100\text{ = 26,12\% }\stackrel{}{\to }\text{ x = 4 }\Rightarrow {\text{ CTPT: HClO}}_4$

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

• Đồng vị của Terbium

• Đồng vị của Dysprosium

• Đồng vị của Holmium

• Đồng vị của Erbium

• Đồng vị của Thulium

---