Đồng vị của Rubidium (Rb) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Rubidium (Rb) (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 Rubidium.

I. Đồng vị của Rubidium

- Đồng vị ổn định nhất của Rubidium là ${}_{37}{}^{85}Rb$

- Đồng vị không ổn định của Rubidium là ${}_{37}{}^{87}Rb$

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

Rubidium (rubidi – Rb) (Z = 37)

Đồng vị	Nguồn tự nhiên	Chu kỳ bán rã	Kiểu phân rã	Năng lượng phân rã (MeV)	Sản phẩm phân rã
85Rb	72,168%	Bền
87Rb	27,835%	4,88,1010 năm	β-	0,283	87Sr

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

${\overline{A}}_{Rb}=\frac{\mathrm{85.72,168}+\mathrm{87.27,835}}{100}=\mathrm{85,55925}$

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

- ⁸⁵Rb là một phần của các cảm biến atom và đồng hồ nguyên tử, thường được sử dụng trong các hệ thống đồng hồ nguyên tử rubidi, giúp đo thời gian rất chính xác, có vai trò quan trọng trong các nghiên cứu vật lý lượng tử và thí nghiệm Bose-Einstein Condensate (BEC), ứng dụng trong việc nghiên cứu các phản ứng hóa học và tương tác trong trạng thái khí.

- ⁸⁵Rb giúp phát triển các công nghệ cảm biến quang học chính xác. ⁸⁵Rb được nghiên cứu để phát triển các loại thiết bị sử dụng quang học kết hợp với các hiệu ứng lượng tử.

- ⁸⁵Rb được sử dụng trong các thí nghiệm nghiên cứu tương tác hạt nhân và động học phân tử, đặc biệt là trong các thí nghiệm đo lường và phân tích các hiện tượng tương tác giữa các nguyên tử hoặc phân tử trong môi trường cụ thể.

- Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của ⁸⁷Rb là trong việc xác định tuổi địa chất thông qua phương pháp Rb-Sr (Rubidi-Stronti), tạo ra BEC nhờ tính chất của nó, đặc biệt là có mức năng lượng phù hợp cho các thí nghiệm lượng tử. ⁸⁷Rb cũng được dùng trong các nghiên cứu cộng hưởng hạt nhân (NMR) và hạt quang (optical lattices)

- Các hệ thống quang học sử dụng nguyên tử rubidi như ⁸⁷Rb giúp nghiên cứu các hiện tượng như tán xạ quang, quá trình chuyển trạng thái lượng tử, và tính chất tương tác giữa các photon và nguyên 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, bromine có hai đồng vị bền là ⁷⁹Br chiếm 50,69% số nguyên tử và ⁸¹Br chiếm 49,31% số nguyên tử. Nguyên tử khối trung bình của bromine là

A. 80,00.

B. 80,112.

C. 80,98.

D. 79,98.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

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

$\stackrel{}{\to }{\overline{\text{A}}}_{Br}\text{ = }\frac{\text{79.50,69 + 81.49,31}}{100}\text{ = 79,98}$

Câu 2. Oxygen có ba đồng vị với tỉ lệ % số nguyên tử tương ứng là ¹⁶O (99,757%), ¹⁷O (0,038%) và ¹⁸O (0,205%). Nguyên tử khối trung bình của oxygen là

A. 16,0.

B. 16,2.

C. 17,0.

D. 18,0

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

$\stackrel{}{\to }{\overline{\text{A}}}_O\text{ = }\frac{\text{16.99,757 + 17.0,038 + 18.0,205}}{100}\approx \text{ 16}$

Câu 3: Đồng vị phóng xạ cobalt (Co-60) phát ra tia γ có khả năng đâm xuyên mạnh, dùng điều trị các khối u ở sâu trong cơ thể. Cobalt có ba đồng vị: ⁵⁹Co (chiếm 98%), ⁵⁸Co và ⁶⁰Co; nguyên tử khối trung bình của cobalt là 58,982. Xác định hàm lượng phần trăm của đồng vị Co-60.

A. 0,2%.

B. 0,1%.

C. 0,3%.

D. 0,4%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

${\overline{\text{A}}}_{Co}\text{ = }\frac{\text{60x + 58.(100 }-\text{ x }-\text{ 98) + 59.98}}{100}=\text{ 58,982 }\stackrel{}{\to }{\text{ x = \%}}^{60}\text{Co = 0,1\%}$

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

• Đồng vị của Strontium

• Đồng vị của Yttrium

• Đồng vị của Zirconium

• Đồng vị của Niobium

• Đồng vị của Molybdelum

---