Đồng vị của Xenon (Xe) (chi tiết nhất)

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

Đồng vị của Xenon (Xe) (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 Xenon.

I. Đồng vị của Xenon

- Chín đồng vị ổn định nhất của Xenon là ${}_{54}{}^{124}Xe; {}_{54}{}^{126}Xe; {}_{54}{}^{128}Xe; {}_{54}{}^{129}Xe; {}_{54}{}^{130}Xe; {}_{54}{}^{131}Xe; {}_{54}{}^{132}Xe; {}_{54}{}^{134}Xe; {}_{54}{}^{136}Xe$

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

Xenon(xenon – Xe) (Z = 54)

Đồng vị	Nguồn tự nhiên	Chu kỳ bán rã	Kiểu phân rã	Năng lượng phân rã (MeV)	Sản phẩm phân rã
124Xe	0,095%	Bền
126Xe	0,089%	Bền
128Xe	1,91%	Bền
129Xe	26,4%	Bền
130Xe	4,07%	Bền
131Xe	21,2%	Bền
132Xe	26,9%	Bền
134Xe	10,4%	Bền
136Xe	8,86%	Bền

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

${\overline{A}}_{Xe}=\frac{\mathrm{124.0,095}+\mathrm{126.0,089}+\mathrm{128.1,91}+\mathrm{129.26,4}+\mathrm{130.4,07}+\mathrm{131.21,2}+\mathrm{132.26,9}+\mathrm{134.10,4}+\mathrm{136.8,86}}{100}=\mathrm{131,28734}$

II. Kiến thức mở rộng

1. Ứng dụng của một số đồng vị

- ${}_{54}{}^{124}Xe$ được sử dụng trong các nghiên cứu hạt nhân, đặc biệt trong các thí nghiệm về các phản ứng phân hạch và sự tương tác của các hạt nhân. Một ứng dụng đặc biệt là trong nghiên cứu về hạt nhân vũ trụ và quá trình phân rã beta. Ứng dụng trong công nghệ làm lạnh

 - ${}_{54}{}^{126}Xe$ có một vai trò quan trọng trong các thí nghiệm nghiên cứu neutrino, đặc biệt là trong việc nghiên cứu hiện tượng phân rã kép beta không có neutrino (neutrinoless double-beta decay)

- ¹²⁸Xe có ứng dụng trong nghiên cứu vũ trụ, đặc biệt là trong các nghiên cứu về sự phân bố đồng vị trong vật chất vũ trụ. Ứng dụng trong các thí nghiệm khối lượng hạt nhân

- ¹²⁹Xe được sử dụng trong một số nghiên cứu y học, đặc biệt là trong các kỹ thuật hình ảnh chẩn đoán không xâm lấn. ¹²⁹Xe có khả năng tạo ra các tín hiệu trong kỹ thuật Chụp Cộng.

- ¹³⁰Xe được nghiên cứu để kiểm tra các mô hình lý thuyết về các hạt nhân và các quá trình hạt nhân trong các điều kiện năng lượng cao.

- ¹³¹Xe ứng dụng trong y học phóng xạ, đặc biệt trong chẩn đoán hình ảnh và điều trị ung thư. Ứng dụng trong Nghiên cứu Khí và Phát hiện Ô Nhiễm

- ¹³²Xe một sản phẩm phân rã trong phản ứng phân hạch, có thể đóng vai trò quan trọng trong các nghiên cứu về năng lượng hạt nhân và các ứng dụng của nó.

- ¹³⁴Xe được sử dụng trong các hệ thống kiểm tra và đo lường phóng xạ trong các thiết bị hạt nhân hoặc cơ sở nghiên cứu hạt nhân.

- ¹³⁶Xe được nghiên cứu trong các mẫu vật chất vũ trụ như thiên thạch và các mẫu vật từ các vụ nổ siêu tân tinh, sử dụng trong các công nghệ phóng xạ, đặc biệt là trong các ứng dụng an ninh quốc gia và phát hiện vũ khí hạt nhân.

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: 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

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

Câu 2: Cho 5,85 gam muối NaX tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư ta thu được 14,35 gam kết tủa trắng. Nguyên tố X có 2 đồng vị ³⁵X (a%) và ³⁷X (b%). Giá trị của a và b lần lượt là

A. 25% và 75%.

B. 75% và 25%.

C. 65% và 35%.

D. 35% và 65%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$NaX{\text{ + AgNO}}_3\stackrel{}{\to }\text{ AgX}\downarrow {\text{ + NaNO}}_3$

$\stackrel{PTHH}{\to }{\text{ n}}_{NaX}{\text{ = n}}_{AgN{O}_3}\iff \frac{\mathrm{5,85}}{\text{23 + X}}\text{ = }\frac{\text{14,35}}{\text{108 + X}}\stackrel{}{\to }\text{ X = 35,5 (Cl)}$

${\overline{A}}_{Cl}\text{ = }\frac{\text{35a + 37.(100 }-\text{ a)}}{100}\text{ = 35,5 }\stackrel{}{\to }{\text{ a = \%}}^{35}{\text{Cl = 75; b = \%}}^{37}\text{Cl = 25\%}$

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.

A. 25, 10%.

B. 24, 10%.

C. 26, 10%.

D. 24, 20%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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

${\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 Caesium

• Đồng vị của Barium

• Đồng vị của Lanthamun

• Đồng vị của Cesium

• Đồng vị của Praseodyium

---