指南
同位素是什么?定义、表示法与例子
同一种元素的原子,质子数(原子序数)一定相同,但中子数可以不同——这些原子互称同位素。它们化学性质几乎一样,只是质量不同;有的稳定,有的具放射性。
定义与表示法
同位素:质子数相同、中子数不同的同种元素的原子。表示法为 质量数元素符号,质量数 = 质子数 + 中子数。例如碳的两种同位素写作 ¹²C 与 ¹⁴C:都含 6 个质子,中子数分别为 6 和 8。
常见例子
| 元素 | 同位素 | 说明 |
|---|---|---|
| 氢 | ¹H 氕、²H 氘(D)、³H 氚(T) | 氘用于重水,氚有放射性 |
| 碳 | ¹²C、¹³C、¹⁴C | ¹⁴C 有放射性,用于考古测年 |
| 铀 | ²³⁵U、²³⁸U | ²³⁵U 可用于核裂变 |
与相对原子质量的关系
元素的相对原子质量是其各天然同位素按丰度的加权平均值,所以多数元素的原子量不是整数(如 Cl≈35.45,因为 ³⁵Cl 与 ³⁷Cl 混合)。这也是摩尔质量计算取小数的原因。
应用
- 碳14测年:测古生物遗骸年代。
- 医学示踪与放疗:碘131、钴60 等。
- 核能:铀235裂变。
哪些元素以放射性同位素为主?见放射性元素清单。