Đồng vị của Hafnium (Hf) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Hafnium (Hf) (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 hafnium.

I. Đồng vị của hafnium

- Hafnium có 5 đồng vị ổn định cùng một loạt các đồng vị không ổn định với nguyên tử lượng từ 153 tới 188. Theo tỷ lệ phổ biến thì Hf¹⁸⁰ (35,1 %), Hf¹⁷⁸ (27,297 %), Hf¹⁷⁷ (18,606 %) và Hf¹⁷⁹ (13,629 %) và Hf¹⁷⁶ (5,206 %) là phổ biến nhất, chiếm tổng cộng 99,84% toàn bộ các đồng vị tự nhiên của hafni. Chúng cũng là các đồng vị ổn định. Đồng vị phóng xạ có trong tự nhiên là Hf¹⁷⁴ với chu kỳ bán rã 2×10¹⁵ năm, chiếm 0,162%. Đồng vị phóng xạ tổng hợp ổn định nhất là Hf¹⁸² có chu kỳ bán rã 9×10⁶ năm. Đa phần các đồng vị khác và đồng phân hạt nhân có chu kỳ bán rã rất nhỏ.

Đồng vị	Nguồn tự nhiên	Chu kỳ bán rã	Kiểu phân rã	Năng lượng phân rã (MeV)		Sản phẩm phân rã
174Hf	0,162%	2.1015 năm	α	1,193	170Yb
176Hf	5,206%	Bền
177Hf	18,606%	Bền
178Hf	27,297%	Bền
179Hf	13,629%	Bền
180Hf	35,1%	Bền

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

${\overline{A}}_{Hf}=\frac{\mathrm{174.0,162}+\mathrm{176.5,206}+\mathrm{177.18,606}+\mathrm{178.27,297}+\mathrm{179.13,629}+\mathrm{180.35,1}}{100}=\mathrm{178,54}$

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

Hafnium được dùng làm các thanh kiểm soát cho các lò phản ứng hạt nhân do khả năng hấp thụ neutron cao của nó, cũng như do các tính chất cơ lý tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn tốt.

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: 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.

A. 20,18.

B. 21,08.

C. 28,02.

D. 20,81.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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

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

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

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

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

Câu 2. Nguyên tố X có hai đồng vị là X₁, X₂, ${\overline{\text{M}}}_{\text{X}}\text{ = 24,8.}$ Đồng vị X₂ có nhiều hơn đồng vị X₁ là 2 neutron. Tính số khối mỗi đồng vị, biết tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị là X₁: X₂ = 3: 2.

A. 23 và 26.

B. 23 và 25.

C. 24 và 26.

D. 24 và 25.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$\stackrel{3:2}{\to }{\text{ \%X}}_1{\text{ = (3/5).100 = 60\%; \%X}}_2\text{ = 40\%}$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\frac{A_1.60{\text{ + A}}_2.40}{100}\text{ = 24,8}\\ {\text{A}}_2-{\text{ A}}_1\text{ = 2}\end{array}\right.\stackrel{}{\to }\left\{\begin{array}{l}{A}_1\text{ = 24}\\ {\text{A}}_2\text{ = 26}\end{array}\right.$

Câu 3: Cho nguyên tử khối trung bình của magnesium (Mg) là 24,327. Số khối các đồng vị lần lượt là 24, 25 và A₃. Phần trăm số nguyên tử tương ứng của A₁ và A₂ là 78,6% và 10,9%. Tìm A₃.

A. 23

B. 26.

C. 27.

D. 22.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

${\overline{\text{A}}}_{Mg}\text{ = }\frac{\text{24.78,6 + 25}\mathrm{.10,9}{\text{ + A}}_3.(100-\text{ 78,6 }-\text{ 10,9})}{100}=\text{ 24,327 }\stackrel{}{\to }{\text{ A}}_3\text{ = 26}$

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

• Đồng vị của Tantalum

• Đồng vị của Tungsten

• Đồng vị của Rhenium

• Đồng vị của Osmium

• Đồng vị của Iridium

---