Đồng vị của Ruthenium (Ru) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Ruthenium (Ru) (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 Ruthenium.

I. Đồng vị của Ruthenium

- Bảy đồng vị ổn định nhất của Ruthenium là ${}_{44}{}^{96}Ru; {}_{44}{}^{98}Ru; {}_{44}{}^{99}Ru; {}_{44}{}^{100}Ru; {}_{44}{}^{101}Ru; {}_{44}{}^{102}Ru; {}_{44}{}^{104}Ru$

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

Ruthenium (ruteni – Ru) (Z = 44)

Đồng vị	Nguồn tự nhiên	Chu kỳ bán rã	Kiểu phân rã	Năng lượng phân rã (MeV)	Sản phẩm phân rã
96Ru	5,52%	Bền
98Ru	1,88%	Bền
99Ru	12,7%	Bền
100Ru	12,6%	Bền
101Ru	17%	Bền
102Ru	31,6%	Bền
104Ru	18,7%	Bền

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

${\overline{A}}_{Ru}=\frac{\mathrm{96.5,52}+\mathrm{98.1,88}+\mathrm{99.12,7}+\mathrm{100.12,6}+101.17+\mathrm{102.31,6}+\mathrm{104.18,7}}{100}=\mathrm{101,1646}$

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

- ⁹⁶Ru có thể được sử dụng trong các phương pháp điều trị ung thư, đặc biệt là trong xạ trị, đóng vai trò trong chẩn đoán hình ảnh. Ứng dụng trong nghiên cứu khoa học, nghiên cứu vật liệu.

- ⁹⁸Ru được sử dụng trong các nghiên cứu hạt nhân, ⁹⁸Ru là đồng vị phóng xạ, có thể tham gia vào việc sản xuất các hợp kim hoặc vật liệu phục vụ cho các ngành công nghiệp, sử dụng trong các kỹ thuật phân tích đồng vị.

- ⁹⁹Ru sử dụng trong các lĩnh vực nghiên cứu khoa học, y học và trong các kỹ thuật hình ảnh hạt nhân. Đồng thời, trong nghiên cứu vật liệu và hạt nhân, nó có thể giúp nghiên cứu tính chất vật liệu và phản ứng hạt nhân.

- ¹⁰⁰Ru để tạo ra các vật liệu có tính chống mài mòn, chống ăn mòn hoặc khả năng chịu nhiệt tốt, được biết đến là một chất xúc tác hiệu quả trong nhiều phản ứng hóa học, đặc biệt là trong các phản ứng hydrogen hóa.

- ¹⁰¹Ru sử dụng trong nghiên cứu đồng vị để phân tích sự phân bố của nguyên tố trong các vật liệu tự nhiên hoặc nhân tạo, nghiên cứu về các hợp kim đặc biệt.

- ¹⁰²Ru sử dụng để khảo sát sự phân bố của các nguyên tố trong thiên nhiên, địa chất học hoặc khảo cổ học, sử dụng trong việc phát triển và cải tiến các vật liệu công nghiệp.

- ¹⁰⁴Ru dùng trong các liệu pháp xạ trị nội tuyến, có thể được nghiên cứu trong các hợp kim đặc biệt dùng cho các ứng dụng trong môi trường hạt nhân, nơi yêu cầu vật liệu có khả năng chống lại sự phân rã phóng xạ và duy trì tính chất cơ học trong các điều kiện nhiệt độ và phóng xạ cao.

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 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 và tỉ lệ phần trăm của mỗi đồng vị, biết tỉ lệ số nguyên tử của hai đồng vị là X₁: X₂ = 3: 2.

A. 24; 26.

B. 25; 27.

C. 24, 25.

D. 25; 26.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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

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

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

Câu 2: Neon có hai đồng vị là ²⁰Ne và ²²Ne. % số nguyên tử của mỗi đồng vị là bao nhiêu? Biết ${\overline{\text{M}}}_{\text{Ne}}\text{ = 20,18.}$

A. ${\text{\%}}^{20}{\text{Ne = 89; \%}}^{22}\text{Ne = 11\%}$

B. ${\text{\%}}^{20}{\text{Ne = 90; \%}}^{22}\text{Ne = 10\%}$

C. ${\text{\%}}^{20}{\text{Ne = 92; \%}}^{22}\text{Ne = 8\%}$

D. ${\text{\%}}^{20}{\text{Ne = 91; \%}}^{22}\text{Ne = 9\%}$

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Gọi % số nguyên tử ²⁰Ne là x, % số nguyên tử ²²Ne là 100 – x.

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

${\overline{\text{A}}}_{Ne}\text{ = }\frac{\text{20x + 22.(100 }-\text{ x)}}{100}=\text{ 20,18 }\stackrel{}{\to }{\text{ x = \%}}^{20}{\text{Ne = 91; \%}}^{22}\text{Ne = 9\%}$

Câu 3: 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. Tính nguyên tử khối trung bình của chlorine.

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:

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

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

• Đồng vị của Rhodium

• Đồng vị của Paladium

• Đồng vị của Silver

• Đồng vị của Cadmium

• Đồng vị của Indium

---