Đồng vị của Scandium (Sc) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Scandium (Sc) (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 scandium.

I. Đồng vị của Scandium

- Sacndium nguồn gốc tự nhiên bao gồm một đồng vị ổn định scandium – 45 (${}_{21}{}^{45}Sc$), 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
45Sc	100%	Bền

- Ngoài đồng vị ổn định, scandium có 13 đồng vị phóng xạ cũng đã được tìm thấy, trong đó đồng vị ⁴⁶Sc ổn định nhất.

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

a. Đồng vị ⁴⁵Sc

- Sản xuất hợp kim:

+ Aluminium: Scandium được thêm vào nhôm để tạo ra các hợp kim aluminium siêu nhẹ, có độ bền cao và khả năng chống mỏi tốt. Các hợp kim này được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, xe đạp đua, và các bộ phận ô tô đòi hỏi độ bền cao và trọng lượng nhẹ.

+ Titanium: Scandium cũng được sử dụng để hợp kim với titan, cải thiện độ bền và khả năng chịu nhiệt của titan. Các hợp kim này được ứng dụng trong các bộ phận động cơ máy bay, thiết bị y tế và các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao trong môi trường khắc nghiệt.

- Gốm sứ: Scandium oxide được sử dụng để sản xuất các loại gốm sứ đặc biệt, có khả năng chịu nhiệt cao và độ bền cơ học tốt.

- Đèn chiếu sáng: Hợp chất của Scandium được sử dụng trong một số loại đèn chiếu sáng đặc biệt, như đèn hơi thủy ngân.

- Chất xúc tác: Một số hợp chất của Scandium có hoạt tính xúc tác cao, được sử dụng trong các quá trình hóa học công nghiệp.

b. Scandium - 46:

- Nghiên cứu khoa học:

+ Đánh dấu phóng xạ: Scandium-46 được sử dụng như một chất đánh dấu phóng xạ trong các nghiên cứu về quá trình chuyển hóa vật chất trong cơ thể sống, các quá trình địa chất và các quá trình công nghiệp.

+ Đo lường độ mài mòn: Scandium -46 được sử dụng để đo lường độ mài mòn của các bộ phận máy móc, giúp đánh giá tuổi thọ và hiệu suất của các thiết bị.

- Y học: Chẩn đoán hình ảnh: Scandium -46 có tiềm năng ứng dụng trong chẩn đoán hình ảnh y tế, tuy nhiên việc ứng dụng này vẫn còn đang được nghiên cứu.

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. Tính nguyên tử khối trung bình của chlorine.

 Hướng dẫn giải

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

Câu 2. Boron là nguyên tố có nhiều tác dụng đối với cơ thể người như: làm lành vết thương, điều hòa nội tiết sinh dục, chống viêm khớp,… Do ngọn lửa cháy có màu đặc biệt nên boron vô định hình được dùng làm pháo hoa. Boron có hai đồng vị là ¹⁰B và ¹¹B, nguyên tử khối trung bình là 10,81. Tính phần trăm mỗi đồng vị của boron.

 Hướng dẫn giải

${\overline{\text{A}}}_B\text{ = }\frac{\text{10x + 11.(100 }-\text{ x)}}{100}=\text{ 10,81 }\stackrel{}{\to }{\text{ x = \%}}^{10}{\text{B = 19; \%}}^{11}\text{B = 81\%}$

Câu 3: Nguyên tố X có khối lượng nguyên tử trung bình là 24,328. X có ba đồng vị. Tổng số số khối của ba đồng vị là 75. Số khối của đồng vị thứ 2 bằng trung bình cộng số khối của hai đồng vị kia. Đồng vị thứ 3 chiếm 11,4% số nguyên tử và có số neutron nhiều hơn đồng vị thứ hai là 1 đơn vị. Tính số khối và % số nguyên tử của đồng vị thứ 2.

 Hướng dẫn giải

$\left\{\begin{array}{l}\stackrel{75}{\to }{\text{ A}}_1{\text{ + A}}_2{\text{ + A}}_3\text{ = 75}\\ \stackrel{}{\to }{\text{ A}}_2{\text{ = (A}}_1{\text{ + A}}_3\text{)/2}\\ \stackrel{1}{\to }{\text{ A}}_3-{\text{ A}}_2\text{ = 1}\end{array}\right.\stackrel{}{\to }\left\{\begin{array}{l}{A}_1\text{ = 24}\\ {\text{A}}_2\text{ = 25}\\ {\text{A}}_3\text{ = 26}\end{array}\right.$

${\overline{A}}_X\text{ = }\frac{\text{24x + 25.(100 }-\text{ 11,4 }-\text{ x) + 26.11,4}}{100}$$= 24,328 \Rightarrow \text{ x = 78,6 }\stackrel{}{\to }{\text{ \%}}^{25}\text{A = 10\%}$

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

• Đồng vị của Titanium

• Đồng vị của Vanadium

• Đồng vị của Chromium

• Đồng vị của Manganese

• Đồng vị của Iron

---