एक आइसोटोप क्या है?

एक आइसोटोप क्या है?

आइसोटोप एक ही तत्व के परमाणु होते हैं जिनमें प्रोटॉन की समान संख्या होती है लेकिन न्यूट्रॉन की अलग-अलग संख्या होती है। उनकी परमाणु संख्याएँ समान हैं, लेकिन उनके द्रव्यमान संख्याएँ भिन्न हैं। मास संख्याओं को हमेशा ए द्वारा निरूपित किया जाता है, जबकि जेड तत्वों की परमाणु संख्या को संदर्भित करता है। परमाणु संख्या एक परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या का प्रतीक है, और इसका उपयोग आवर्त सारणी पर तत्व की स्थिति की पहचान करने के लिए किया जाता है। एक परमाणु की द्रव्यमान संख्या उसके नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या है। तत्वों के समस्थानिकों में उनके परमाणु द्रव्यमान में भिन्नता के कारण विभिन्न भौतिक गुण होते हैं। इस अंतर के कारण, ऐसे आइसोटोप में अलग-अलग घनत्व होते हैं, साथ ही पिघलने और उबलते बिंदु भी होते हैं। हालांकि, एक तत्व के आइसोटोप में हमेशा बहुत समान रासायनिक गुण होते हैं। समानता इसलिए होती है क्योंकि रासायनिक प्रतिक्रियाओं में केवल इलेक्ट्रॉनों का उपयोग किया जाता है, न कि न्यूट्रॉन या प्रोटॉन का।

आइसोटोप का इतिहास

रेडियोकैमिस्ट फ्रेड्रिक सोड्डी ने पहली बार 1913 में आइसोटोप के अस्तित्व का सुझाव दिया था जिसमें रेडियोधर्मी श्रृंखलाओं के क्षय को शामिल किया गया था। अपने प्रयोगों के दौरान, सॉडी ने महसूस किया कि चालीस अलग-अलग प्रजातियां सीसा और यूरेनियम के बीच मौजूद हैं, फिर भी आवधिक तालिका केवल 11 परमाणुओं को समायोजित कर सकती है। इनमें से कुछ तत्वों को अलग करने के लिए किए गए रासायनिक परीक्षणों में असफल होने के बाद, उन्होंने सुझाव दिया कि एक से अधिक परमाणु प्रकार आवधिक तालिका में समान स्थिति साझा कर सकते हैं और उन्हें आइसोटोप नाम दिया है।

आइसोटोप के उदाहरण

क्लोरीन में दो प्रमुख समस्थानिक होते हैं: क्लोरीन -35 और क्लोरीन -37। इस निष्कर्ष पर पहुंचने के लिए, वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि एक क्लोरीन पदार्थ में, इनमें से प्रत्येक आइसोटोप का अनुपात समग्र रूप से मौजूद है, और इसीलिए मात्रा में अंतर को व्यक्त करने के लिए अनुपात का उपयोग किया जाता है। रिश्तेदार अनुपात और सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की गणना करते समय ये अनुपात सहायक होते हैं। समस्थानिक के अन्य उदाहरणों में कार्बन (कार्बन -12 और कार्बन -14 समस्थानिक), ऑक्सीजन (ऑक्सीजन -16 और ऑक्सीजन -18) शामिल हैं, और फॉस्फोरस (फॉस्फोरस -31 प्राथमिक आइसोटोप है, हालांकि फॉस्फोरस -32 की विशिष्ट मात्रा भी मौजूद है)। इन यौगिकों के समस्थानिकों को स्थिर माना जाता है, और उनमें से अधिकांश में केवल दो समस्थानिक होते हैं। हालांकि, कुछ तत्व हैं जिनमें सिर्फ एक आइसोटोप होता है, और इनमें फ्लोरीन, बेरिलियम, आर्सेनिक, yttrium, सोना, एल्यूमीनियम, आयोडीन, मैंगनीज, सोडियम, और नाइओबियम शामिल हैं।

आइसोटोप की शुद्धि

तीन मुख्य क्षेत्र हैं जहां आइसोटोप लागू होते हैं। पहला आइसोटोप का पृथक्करण है। पृथक्करण आवश्यकतानुसार परमाणुओं के गुणों को अधिकतम करने की सुविधा प्रदान करता है। ड्यूटेरियम और ऑक्सीजन जैसे हल्के तत्वों के पृथक्करण में, गैस प्रसार विधि का उपयोग होता है। द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा यूरेनियम और प्लूटोनियम जैसे भारी तत्वों का पृथक्करण होता है।

आइसोटोप का अनुप्रयोग

आइसोटोप का पहला अनुप्रयोग कार्बन डेटिंग में पुरातत्वविदों द्वारा इसका उपयोग है। समस्थानिक दो प्रकार के होते हैं: स्थिर और रेडियोधर्मी समस्थानिक। स्थिर आइसोटोप में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन का समान संयोजन होता है और जैसे कि क्षय नहीं होता है। दूसरी ओर, रेडियोधर्मी समस्थानिकों में अस्थिर नाभिक होता है और इस प्रकार क्षय होता है। रेडियोएक्टिव क्षय को कार्बन तत्व जैसे 5, 730 साल तक का समय लग सकता है। पुरातत्वविदों ने आइसोटोप के इस घटक का उपयोग पुरातत्व खोदों में पाई जाने वाली वस्तु की आयु निर्धारित करने के लिए किया है।