समस्थानिक रासायनिक तत्वों के वैरीअंट के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसमें प्रोटोन और इलेक्ट्रॉन की समान संख्या होती है लेकिन एक अलग संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं। दूसरे शब्दों में समस्थानिक उन तत्वों के विभिन्न रूप है जो उनसे संबंधित नाभिक में न्यूट्रॉन की कुल संख्या में अंतर के कारण उनके नाभिक संख्या में भिन्न होते हैं उदाहरण के लिए कार्बन 14 कार्बन 13 कार्बन 12 सभी कार्बन के समस्थानिक है। कार्बन 14 में कुल 8 जवान होते हैं कार्बन 13 में कुल 7 मकान होते हैं और कार्बन 12 में कुल 6 न्यूटन होते हैं।
एक आइसोटोप के नाभिक में न्यूट्रॉन की कुल संख्या को आइसोटोप के द्रव्यमान संख्या से तत्व की परमाणु संख्या को घटाकर निर्धारित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कार्बन के 12 C समस्थानिक का द्रव्यमान संख्या 12 है। कार्बन की परमाणु संख्या 6. है। इसलिए कार्बन -12 समस्थानिक में न्यूट्रॉन की कुल संख्या 6 के बराबर है।
स्थिर समस्थानिक प्राइमड्रियाल समस्थानिक और रेडियोधर्मी समस्थानिक
कुछ समस्थानिकों में अस्थिर परमाणु नाभिक होते हैं जो रेडियोधर्मी क्षय से गुजरते हैं। ये आइसोटोप प्रकृति में रेडियोधर्मी हैं और इसलिए, रेडियोसोटोप्स (या रेडियोन्यूक्लाइड्स) के रूप में जाने जाते हैं। रेडियोधर्मी समस्थानिक के उदाहरणों में कार्बन -14, ट्रिटियम (हाइड्रोजन -3), क्लोरीन -36, यूरेनियम -235 और यूरेनियम -238 शामिल हैं।
कुछ समस्थानिकों को बहुत लंबे समय तक रहने वाले (सैकड़ों लाखों वर्षों के क्रम में) जाना जाता है। इस तरह के समस्थानिकों को आमतौर पर स्थिर न्यूक्लाइड्स या स्थिर समस्थानिकों के रूप में जाना जाता है। स्थिर न्यूक्लाइड के सामान्य उदाहरणों में कार्बन -12, कार्बन -13, ऑक्सीजन -16, ऑक्सीजन -17 और ऑक्सीजन -18 शामिल हैं।
प्राइमर्डियल न्यूक्लाइड्स वे न्यूक्लाइड हैं जो सौर मंडल के गठन के बाद से मौजूद हैं। पृथ्वी पर 339 प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले आइसोटोपों में से, कुल 286 आइसोटोप्स को प्राइमर्डियल आइसोटोप्स कहा जाता है।
आइसोटोप और आइसोबार के बीच तुलना
एक समस्थानिक एक ऐसे तत्व का रूपांतर है जो एक ही परमाणु संख्या पर एक अलग द्रव्यमान संख्या रखता है। किसी भी तत्व के समस्थानिकों के समूह में हमेशा प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या होगी। वे अपने संबंधित नाभिक द्वारा आयोजित न्यूट्रॉन की संख्या में भिन्न होंगे। आइसोटोप के एक समूह का एक उदाहरण हाइड्रोजन -1 (प्रोटियम), हाइड्रोजन -2 (ड्यूटेरियम), और हाइड्रोजन -3 (ट्रिटियम) है।
दूसरी ओर, रासायनिक प्रजातियाँ हैं जिनमें एक ही संख्या में नाभिक होते हैं लेकिन विभिन्न परमाणु संख्याएँ होती हैं। इसोबार के समूह परमाणु संख्या, प्रोटॉन की संख्या, इलेक्ट्रॉनों की संख्या और न्यूट्रॉन की संख्या में भिन्न होंगे। हालांकि, उनके पास हमेशा समान संख्या में नाभिक होंगे। इसलिए, आइसोबर्स के समूह में प्रोटॉन की संख्या और न्यूट्रॉन की संख्या का योग हमेशा समान रहेगा। आइसोबार के समूह का एक उदाहरण क्लोरीन -40, आर्गन -40, सल्फर -40, कैल्शियम -40 और पोटेशियम -40 है।
सरल करने के लिए, समस्थानिकों की एक ही परमाणु संख्या होती है लेकिन विभिन्न द्रव्यमान संख्याएँ होती हैं जबकि आइसोबर्स की संख्या समान होती है लेकिन विभिन्न परमाणु संख्याएँ।
चिकित्सा में आइसोटोप का उपयोग
कोबाल्ट-60 से निकलने वाली गामा-किरणों का उपयोग रेडियोथेरेपी में कैंसर के इलाज के लिए किया जाता है।
त्वचा के कैंसर जैसे सतही कैंसर का इलाज फॉस्फोरस-32 या स्ट्रोंटियम-90 से कम मर्मज्ञ विकिरण द्वारा किया जा सकता है।
एक हृदय पेसमेकर जिसमें प्लूटोनियम -238 होता है, का उपयोग हृदय की समस्याओं वाले रोगियों के दिल की धड़कन को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।
odine-131 का उपयोग थायराइड रोगों के उपचार में किया जाता है।
कार्बन-14 का उपयोग हड्डियों, लकड़ी या जीवाश्मों की आयु का अनुमान लगाने के लिए इसमें शामिल कार्बन-14 के अंश को मापकर किया जा सकता है।
कृषि में आइसोटोप का उपयोग
फॉस्फोरस-32 युक्त फॉस्फेट उर्वरक का उपयोग करके पौधों द्वारा फॉस्फेट के अवशोषण और फास्फोरस के चयापचय का अध्ययन किया जा सकता है।
कार्बन -14 का उपयोग करते हुए रेडियोधर्मी अनुरेखक अध्ययनों ने प्रकाश संश्लेषण और प्रोटीन संश्लेषण को समझने में मदद की है।
उद्योग में आइसोटोप का उपयोग
सोडियम -24 का उपयोग गैस या तेल पाइप और वेंटिलेटिंग सिस्टम में लीक का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।
कोबाल्ट -60 की गामा किरणें भोजन के माध्यम से जीवाणुओं को नष्ट करने के लिए पारित की जाती हैं जो भोजन की गुणवत्ता, स्वाद या बनावट को बदले बिना भोजन को खराब कर देती हैं।
उद्योग में प्लास्टिक शीट की मोटाई को नियंत्रित करने के लिए क्रिप्टन -85 से विकिरण का उपयोग किया जा सकता है।
हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक क्या हैं?
हाइड्रोजन के तीन समस्थानिक नीचे सूचीबद्ध हैं।
प्रोटियम, या हाइड्रोजन -1। हाइड्रोजन के इस समस्थानिक में 1 प्रोटॉन, 1 इलेक्ट्रॉन और कोई न्यूट्रॉन नहीं होते हैं।
ड्यूटेरियम, या हाइड्रोजन -2। हाइड्रोजन के इस समस्थानिक में 1 प्रोटॉन, 1 इलेक्ट्रॉन और 1 न्यूट्रॉन होते हैं।
ट्रिटियम, या हाइड्रोजन -3। हाइड्रोजन के इस समस्थानिक में 1 प्रोटॉन, 1 इलेक्ट्रॉन और 2 न्यूट्रॉन होते हैं। यह भी ध्यान दिया जा सकता है कि हाइड्रोजन का यह समस्थानिक रेडियोधर्मी है।
समस्थानिक के अनुप्रयोग क्या हैं?
- आइसोटोप का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग आइसोटोप विश्लेषण के माध्यम से तत्व नमूनों के समस्थानिक हस्ताक्षर के निर्धारण में है। यह आम तौर पर आइसोटोप अनुपात मास स्पेक्ट्रोमेट्री की प्रक्रिया के माध्यम से किया जाता है।
- एक रासायनिक प्रतिक्रिया के तंत्र को समस्थानिक प्रतिस्थापन की सहायता से निर्धारित किया जा सकता है। प्रतिक्रिया दर में परिवर्तन गतिज आइसोटोप प्रभाव के आधार पर मापा जा सकता है।
- आइसोटोप का उपयोग आइसोटोप कमजोर पड़ने के माध्यम से कई तत्वों / पदार्थों की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए भी किया जा सकता है।
तत्व के समस्थानिक को परिभाषित करें
एक तत्व के समस्थानिक को विशिष्ट रासायनिक तत्व के कई प्रकारों में से एक के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जो कि प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या को तत्व के परमाणु संख्या के रूप में रखता है, लेकिन दूसरे वेरिएंट (आइसोटोप) की तुलना में एक अलग संख्या में न्यूट्रॉन रखता है। ) तत्व का। वैकल्पिक रूप से, समस्थानिकों को उन तत्वों के वेरिएंट के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो उनके संबंधित नाभिक में न्यूट्रॉन की कुल संख्या में अंतर के कारण उनके नाभिक संख्या में भिन्न होते हैं।
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