Đồng vị của Silicon (Si) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Silicon (Si) (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 silicon.

I. Đồng vị của Silicon

- Trong số 9 đồng vị của silicon với số khối từ 25 đến 33, có 3 đồng vị ổn định nhất của silicon là silicon – 28, silicon – 29 và silicon – 30, 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
28Si	92,23%	Bền
29Si	4,67%	Bền
30Si	3,10%	Bền

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

${\overline{A}}_{Si}=\frac{\mathrm{28.92,23}+\mathrm{29.4,67}+\mathrm{30.3,1}}{100}=\mathrm{28,1087}$

- Trong số đồng vị còn lại, đồng vị ³²Si là đồng vị phóng xạ sản xuất bằng phân rã argon.

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

- Silicon-28:

+ Đồng vị chuẩn: Được sử dụng làm chuẩn để xác định khối lượng nguyên tử của các nguyên tố khác.

+ Nghiên cứu vật liệu: Được sử dụng trong các nghiên cứu về cấu trúc và tính chất của vật liệu.

- Silicon-29: Phân tích NMR: Đồng vị này có spin hạt nhân khác không, cho phép sử dụng trong quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) để nghiên cứu cấu trúc phân tử.

- Silicon-30:

+ Đồng vị phóng xạ: Mặc dù không phổ biến bằng các đồng vị ổn định, Silicon-30 có thể được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt như:

+ Đồng hồ địa chất: Được sử dụng để xác định tuổi của các mẫu vật địa chất.

+ Nghiên cứu phóng xạ: Được sử dụng để nghiên cứu các quá trình phóng xạ.

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: Copper (Cu) được sử dụng làm dây dẫn điện, huy chương, trống đồng,… Trong tự nhiên, nguyên tố copper có hai đồng vị với phần trăm số nguyên tử tương ứng là ⁶³Cu (69,15%) và ⁶⁵Cu (30,85%). Hãy tính nguyên tử khối trung bình của nguyên tố copper.

Hướng dẫn giải

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

${\overline{A}}_{Cu}\text{ = }\frac{\text{63.69,15 + 65.30,85}}{100}\text{ = 63,617}$

Câu 2. 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. Phổ khối của neon được biểu diễn như hình dưới. Trục tung biểu thị hàm lượng phần trăm về số nguyên tử của từng đồng vị, trục hoành biểu thị tỉ số của nguyên tử khối (m) của mỗi đồng vị với điện tích của các ion đồng vị tương ứng (điện tích Z của các ion đồng vị neon đều bằng +1).

a) Neon có bao nhiêu đồng vị bền?

b) Tính nguyên tử khối trung bình của neon.

Hướng dẫn giải

a) Neon có 3 đồng vị bền: ²⁰Ne (90,9%), ²¹Ne (0,3%) và ²²Ne (8,8%).

b) ${\overline{\text{A}}}_{Ne}\text{ = }\frac{\text{20.90,9 + 21.0,3 + 22.8,8}}{100}\text{ = 20,179}$

Câu 3: Cho rằng Sb có 2 đồng vị ¹²¹Sb và ¹²³ Sb, khối lượng nguyên tử trung bình của Sb là 121,75. Hãy tính thành phần trăm về khối lượng của ¹²¹Sb trong Sb₂O₃ (Cho biết M_O = 16).

Hướng dẫn giải

${\overline{\text{A}}}_{Sb}\text{ = }\frac{\text{121.x + 123.(100-x)}}{100}\text{ = 121,75}\Rightarrow x=\mathrm{62,5}$

${\text{\%}}^{121}{\text{Sb = 62,5\%; \%}}^{123}\text{Sb = 37,5\%}$

$\stackrel{}{\to }{\text{ \%}}^{121}\text{Sb = }\frac{\text{0,625.2.121}}{\text{121,75.2 + 16.3}}.100\text{ = 51,89\%}$

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

• Đồng vị của Phosphorus

• Đồng vị của Sulfur

• Đồng vị của Chlorine

• Đồng vị của Argon

• Đồng vị của Potassium

---