عندما يتغير عدد النيوترونات ويبقى عدد البروتونات دون تغيير في نواة الذرة، فإن ما يسمى في الآونة الأخيرة ظهر مصطلح الكيمياء النووية، الذي يدرس نواة العناصر الكيميائية، وخاصة تلك العناصر التي لها نظائر ذات نشاط نووي. ومن خلال هذا المقال سندرس الفرق بين عدد البروتونات والنيوترونات بين نظائر العنصر المشع. وكذلك تعريف نظائر العناصر المشعة، بالإضافة إلى شرح التحولات التي تحدث في نواة النظائر المشعة.
عندما يتغير عدد النيوترونات ويبقى عدد البروتونات دون تغيير في نواة الذرة، فإن ما يسمى
عندما يتغير عدد النيوترونات ويبقى عدد البروتونات دون تغيير في نواة الذرة، فإن ما يسمى الإجابة الصحيحة هي نظير عنصر مشع. حيث أن الذرة تتكون من نواة موجبة الشحنة، تتكون من بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متوسطة الشحنة، وإلكترونات سالبة الشحنة تتحرك حول النواة. عندما يكون عدد البروتونات واحداً، يحافظ العنصر على خواصه الكيميائية، أما عندما يختلف عدد النيوترونات فإن الخواص الفيزيائية للعنصر تختلف. ويمثل عدد البروتونات ما يسمى بالعدد الذري، بينما يمثل عدد بروتونات النيوترونات ما يسمى بالعدد الكتلي.
أنظر أيضا: ما هو العنصر 92؟
معلومات عن النظائر المشعة للعناصر الكيميائية
النظائر هي ذرات من نفس العنصر لها نفس العدد الذري، أي لها نفس الخواص الكيميائية، وتختلف في العدد الكتلي، أي تختلف في الخواص الفيزيائية. تعتمد الخواص الكيميائية على عدد البروتونات، وهو ما يتوافق مع عدد الإلكترونات المنتشرة في الغلاف النووي للنواة، بينما تعتمد الخواص الفيزيائية على عدد البروتونات والنيوترونات مجتمعة.
على سبيل المثال، يتكون الكربون-12 من 6 بروتونات و6 نيوترونات، ونواته مستقرة. وفي حالة الكربون 14، وهو النظير المشع للكربون 12، فهو يتكون من 6 بروتونات و8 نيوترونات، وهو غير مستقر ومشع.
مثال آخر هو الهيليوم-4 الذي يتكون من 2 بروتون و2 نيوترون وهو مستقر إشعاعياً، على عكس نظير الهيليوم-3 الذي يتكون من 2 بروتون ونيوترون واحد، وهو غير مستقر ومشع.
أنظر أيضا: هي عناصر معتمة وهشة رديئة التوصيل للحرارة والكهرباء
التحولات النووية للنظائر المشعة للعناصر الكيميائية
تتميز معظم النظائر المشعة للعناصر الكيميائية بأنها نووية غير مستقرة ولا تستقر إلا بعد تحولات يتم فيها امتصاص أو انبعاث عدد من الجزيئات النووية، ومن هذه التحولات نذكر:
- التبديل من الوضع التجريبي: وتحدث هذه التحولات في النظائر المشعة التي تحتوي على نسبة نيوترونات أكبر من نسبة البروتونات، حيث يتحول أحد النيوترونات إلى بروتون يستقر داخل النواة ويتغير ذرة العنصر وإلكترون يخرج خارج النواة.
- تحويل نوع البوزيترون: وتحدث هذه التحولات في النظائر المشعة التي تحتوي على نسبة بروتونات أكبر من نسبة النيوترونات، حيث يتحول أحد البروتونات إلى نيوترون يستقر داخل النواة ويتغير ذرة العنصر إلى بوزيترون يخرج خارج النواة.
- عائلات البريد الإلكتروني: حيث تلتقط نواة العنصر المشع أحد الإلكترونات الموجودة في الغلاف النووي المحيط بالنواة لتتحد مع النيوترون لتشكل بروتوناً يستقر في النواة.
- تحول ألفا: حيث نطلق نواة النظير المشع جسيماً من نوع ألفا، حيث يقل عدد البروتونات بمقدار 2، ويقل عدد النيوترونات بمقدار 2، فيتغير نوع ذرة العنصر المشع إلى نواة عنصر آخر وهذا أكثر إشعاعًا منه.
في نهاية المقال عندما يتغير عدد النيوترونات ويبقى عدد البروتونات دون تغيير في نواة الذرة، فإن ما يسمى وتم التعرف على نظائر المواد المشعة والتحولات النووية التي تحدث فيها.