Đồng vị của Nickel (Ni) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Nickel (Ni) (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 nickel.

I. Đồng vị của Nickel

- Năm đồng vị ổn định nhất của nickel là ${}_{28}{}^{58}Ni,{}_{28}{}^{60}Ni,{}_{28}{}^{61}Ni,{}_{28}{}^{62}Ni,{}_{28}{}^{64}Ni$, 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
58Ni	68,077%	Bền
60Ni	26,223%	Bền
61Ni	1,14%	Bền
62Ni	3,634%	Bền
64Ni	0,926%	Bền

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

${\overline{A}}_{Ni}=\frac{\mathrm{58.68,077}+\mathrm{60.26,223}+\mathrm{61.1,14}+\mathrm{62.3,634}+\mathrm{64.0,926}}{100}=\mathrm{58,75958}$

- Ngoài 5 đồng vị ổn định, nickel còn có 26 đồng vị không bền với số khối từ 48 đến 78.

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

- Nickel ổn định: Các đồng vị nickel ổn định chủ yếu được sử dụng trong các hợp kim, như thép không gỉ, hợp kim chống ăn mòn, hợp kim AlNiCo dùng làm nam châm, hợp kim NiFe dùng làm vật liệu từ mềm, và các hợp kim khác.

- Nickel-63 (Ni-63)

+ Phát hiện dấu vết chất nổ: Ni-63 được sử dụng trong các thiết bị dò để phát hiện các dấu vết của chất nổ, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ nitrogen.

+ Thiết bị điện tử: Đồng vị này được ứng dụng trong một số loại thiết bị điện tử, như ống xả khí sử dụng làm thiết bị chống sét lan truyền, giúp bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi những thay đổi đột ngột của dòng điện.

+ Máy dò điện tử: Ni-63 được sử dụng trong máy dò điện tử của các thiết bị sắc ký khí để phát hiện các halogen.

- Nickel-53 (Ni-53)

+ Máy phát điện beta thu nhỏ: Ni-53 được sử dụng trong các máy phát điện beta thu nhỏ cho máy điều hòa nhịp tim.

+ Nghiên cứu địa chất: Đồng vị này được sử dụng trong các nghiên cứu địa chất để xác định tuổi của các mẫu vật và tìm hiểu về quá trình hình thành của Trái Đất.

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: 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.

Hướng dẫn giải

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

Câu 2. Trong thể dục thể thao, có một số vận động viên sử dụng các loại chất kích thích trong thi đấu, gọi là doping, dẫn đến thành tích đạt được của họ không thật so với năng lực vốn có. Một trong các loại doping thường gặp nhất là testosterone tổng hợp. Tỉ lệ giữa hai đồng vị ¹²C (98,98%) và ¹³C (1,11%) là không đổi đối với testosterone tổng hợp (tức doping) có phần trăm số nguyên tử đồng vị ¹³C ít hơn testosterone tự nhiên. Đây chính là mấu chốt của xét nghiệm CIR (Carbon Isotope Ratio – Tỉ lệ đồng vị carbon) – một xét nghiệm với mục đích xác định xem vận động viên có sử dụng doping hay không. Giả sử, thực hiện phân tích CIR đối với một vận động viên thu được kết quả phần trăm số nguyên tử đồng vị ¹²C là x và ¹³C là y. Từ tỉ lệ đó, người ta tính được nguyên tử khối trung bình của carbon trong mẫu phân tích có giá trị là 12,0098. Với kết quả thu được, em có nghi ngờ vận động viên này có sử dụng doping hay không? Vì sao?

Hướng dẫn giải

${\overline{\text{A}}}_C\text{ = }\frac{\text{12x + 13.(100 }-\text{ x)}}{100}=\text{ 12,0098 }\stackrel{}{\to }{\text{ x = \%}}^{12}{\text{C = 99,02; \%}}^{13}\text{C = 0,98\%}$

Với kết quả thu được, em không nghi ngờ vận động viên này có sử dụng doping vì phần trăm số nguyên tử đồng vị ¹³C ít hơn testosterone tự nhiên.

Câu 3: Nguyên tử Mg có ba đồng vị ứng với thành phần phần trăm số nguyên tử như sau: ²⁴Mg (78,6%), ²⁵Mg (10,1%) và ²⁶Mg (11,3%). Giả sử trong hỗn hợp nói trên có 50 nguyên tử ²⁵Mg, số nguyên tử tương ứng của hai đồng vị ²⁴Mg và ²⁶Mg lần lượt là

A. 389 và 56.

B. 56 và 389.

C. 495 và 56.

D. 56 và 495.

Hướng dẫn giải

Số nguyên tử ²⁴Mg = (78,6.50)/10,1 = 389

Số nguyên tử ²⁶Mg = (11,3.50)/10,1 = 56

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

• Đồng vị của Copper

• Đồng vị của Zinc

• Đồng vị của Gallium

• Đồng vị của Germanium

• Đồng vị của Arsenic

---