النظائر والعدد الكتلي

قال دالتون إن ذرّات العنصر الواحد متماثلة، لكنه كان مخطئًا: فعدد البروتونات في ذرّات العنصر الواحد ثابت، ويساويه عدد الإلكترونات، لكن عدد النيوترونات قد يختلف.

فمثلًا في الطبيعة ثلاثة أنواع من ذرّات البوتاسيوم، في كل منها 19 بروتونًا و19 إلكترونًا، لكن:

• أحدها فيه 20 نيوترونًا.
• والثاني فيه 21 نيوترونًا.
• والثالث فيه 22 نيوترونًا.

• النظير الذي فيه نيوترونات أكثر تكون كتلته أكبر.
• ومع ذلك فنظائر العنصر لها السلوك الكيميائي نفسه؛ لأن السلوك الكيميائي يحدّده عدد الإلكترونات فقط.

يُعرف كل نظير من نظائر العنصر بـعدده الكتلي.

مثال: للنحاس نظيران، في كل منهما 29 بروتونًا:

كيف يُكتب النظير؟

• بالاسم: اسم العنصر ثم شَرطة ثم العدد الكتلي، مثل نحاس-63، أو Cu-63.
• بالرمز: العدد الكتلي في الأعلى والعدد الذّرّي في الأسفل على يسار رمز العنصر، مثل 6329Cu.

حلّل أحد المختبرات نظيرًا لعنصر النيون، عدده الذّرّي 10 وعدده الكتلي 22. حدّد عدد البروتونات والإلكترونات والنيوترونات فيه، واكتب اسمه ورمزه.

الحل:

• ⁦عدد البروتونات ‎=‎ العدد الذّرّي ‎=‎ 10⁩.
• ⁦عدد الإلكترونات ‎=‎ العدد الذّرّي ‎=‎ 10⁩.
• ⁦عدد النيوترونات ‎=‎ العدد الكتلي ‎−‎ العدد الذّرّي ‎=‎ 22 ‎−‎ 10 ‎=‎ 12⁩.
• اسم النظير: نيون-22، ورمزه: 2210Ne.

توجد معظم العناصر في الطبيعة على هيئة خليط من النظائر. وفي أي عيّنة من العنصر تبقى نسبة وجود كل نظير ثابتة.

فعند فحص عيّنة من الموز نجد أن ذرّات البوتاسيوم فيها:

وعند فحص عيّنة أخرى من الموز، أو أي مصدر آخر للبوتاسيوم، نجد النسب نفسها.