Đồng vị của Germanium (Ge) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Germanium (Ge) (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 Germanium.

I. Đồng vị của Germanium

- Năm đồng vị ổn định nhất của Germanium là ${}_{32}{}^{70}Ge; {}_{32}{}^{72}Ge; {}_{32}{}^{73}Ge; {}_{32}{}^{74}Ge; {}_{32}{}^{76}Ge$

- Năm đồng vị ổn định nhất của Germanium được tìm thấy trong tự nhiên với hàm lượng như sau:

Germanium (gemani – Ge) (Z = 32)

Đồng vị	Nguồn tự nhiên	Chu kỳ bán rã	Kiểu phân rã	Năng lượng phân rã (MeV)	Sản phẩm phân rã
70Ge	21,23%	Bền
72Ge	27,66%	Bền
73Ge	7,73%	Bền
74Ge	35,94%	Bền
76Ge	7,44%	Bền

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

${\overline{A}}_{Ge}=\frac{\mathrm{70.21,23}+\mathrm{72.27,66}+\mathrm{73.7,73}+\mathrm{74.35,94}+\mathrm{76.7,44}}{100}=\mathrm{72,6691}$

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

-${}_{32}{}^{70}Ge$có ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực bán dẫn, quang học hồng ngoại, và nghiên cứu vật liệu, đặc biệt trong các ứng dụng đòi hỏi các tính chất vật lý đặc biệt của Germanium.

- ${}_{32}{}^{73}Ge$ không phải là đồng vị phóng xạ và ít phổ biến hơn các đồng vị khác của Germanium, nhưng nó vẫn đóng vai trò quan trọng trong các nghiên cứu khoa học và công nghệ tiên tiến.

- Các thấu kính và cửa sổ quang học làm từ Germanium (${}_{32}{}^{72}Ge, {}_{32}{}^{74}Ge$) được sử dụng trong các hệ thống nhìn ban đêm, máy ảnh hồng ngoại và các cảm biến quang học.  

- ${}_{32}{}^{76}Ge$ được sử dụng trong các thí nghiệm nghiên cứu vật lý hạt, đặc biệt trong nghiên cứu neutrino và các hiện tượng như phân rã beta đôi (double-beta decay). Đây là một nghiên cứu quan trọng để hiểu rõ hơn về vật chất tối (dark matter) và các hiện tượng vật lý cơ bản.

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: Phổ khối, hay phổ khối lượng chủ yếu được sử dụng để xác định phân tử khối, nguyên tử khối của các chất và hàm lượng các đồng vị bền của một nguyên tố. Trong phổ khối lượng của mẫu chất chứa chlorine (Cl) sẽ xuất biện hai tín hiệu có giá trị m/z bằng 35 và 37 ứng với ³⁵Cl và ³⁷Cl có cường độ tương ứng với tỉ lệ xấp xỉ là 3: 1. Do vậy, đồng vị ³⁵Cl chiếm khoảng 75,76% và đồng vị ³⁷Cl chiếm khoảng 24,24% về số nguyên tử trong tự nhiên. Nguyên tử khối trung bình của chlorine là

A. 35,5.

B. 35.

C. 36.

D. 34.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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

${\overline{\text{A}}}_{Cl}\text{ = }\frac{\text{35.75,76 + 37.24,24}}{100}\text{ = 35,48 }\stackrel{}{\to }\text{ A }\approx \text{ 35,5}$

Câu 2: Bromine có hai đồng vị là ⁷⁹Br và ⁸¹Br. Tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị này là 27: 23. Tính nguyên tử khối trung bình của bromine

A. 82.

B. 80.

C. 79.

D. 81.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$\stackrel{27:23}{\to }{\text{ \%}}^{79}{\text{Br = (27/50).100 = 54\%; \%}}^{81}\text{Br = 46\%}$

$\stackrel{}{\to }{\overline{\text{A}}}_{Br}\text{ = }\frac{\text{79.54 + 81.46}}{100}\text{ = 79,92}\stackrel{}{\to }\text{A }\approx \text{ 80}$

Câu 3: Boron (B) có hai đồng vị, mỗi đồng vị đều có 5 proton. Đồng vị thứ nhất có số proton bằng số neutron. Đồng vị thứ hai có số neutron bằng 1,2 lần số proton. Biết nguyên tử khối trung bình của B là 10,812. % số nguyên tử đồng vị thứ nhất và đồng vị thứ hai lần lượt là

A. 18,2% và 81,8% .

B. 18,8% và 81,3%.

C. 18,8% và 81,2%.

D. 20% và 80%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

- Đồng vị thứ 1: số p = số n $\stackrel{}{\to }{}_5^{10}\text{B}$

- Đồng vị thứ 2: số n = 1,2.số p = 6 $\stackrel{}{\to }{}_5^{11}\text{B}$

${\overline{\text{A}}}_B\text{ = }\frac{\text{10x + 11.(100 }-\text{ x)}}{100}=\text{ 10,812 }\stackrel{}{\to }{\text{ x = \%}}^{10}{\text{B = 18,8; \%}}^{11}\text{B = 81,2\%}$

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

• Đồng vị của Arsenic

• Đồng vị của Selenium

• Đồng vị của Bromine

• Đồng vị của Krypton

• Đồng vị của Rubidium

---