ماذا تسمى الماده التي لها نفس المكونات والخصائص

تسمى الماده التي لها نفس المكونات والخصائص بالنظير

النظير

هو المادة التي لها نفس المكونات والخصائص .

النظير هي ذرات تشترك بنفس عدد البروتونات ولكنها تختلف بعدد النيوترونات. أي أن النظائر هي أشكال مختلفة من عنصر واحد. على سبيل المثال، الكربون-12 والكربون-14 كلاهما نظائر للكربون وأحدهما يحتوي على 6 من النيوترونات والأخر يحتوي على 8 من النيوترونات.

تشترك النظائر بنفس عدد البروتونات ولكنها تختلف بعدد النيوترونات. كما تشترك النظائر بالخصائص الكيميائية ولكن تختلف بالخصائص الفيزيائية. يمكن أن يكون لبعض العناصر الكيميائية نظير واحد أو أكثر. أي يمكن أن يكون لبعض العناصر الكيميائية نظير واحد او أكثر مع نفس العدد الذري ونفس الموقع في الجدول الدوري ونفس السلوك الكيميائي ولكن تكون الكتلة الذرية والسلوك الفيزيائي مختلف بين النظائر.[1]

ما هو النظير

النظير هو

عبارة عن مصطلح مشير إلى الاختلافات في الكتلة الذرية للعنصر أو الوزن الذري للعنصر. والنظائر هي عبارة عن متغيرات عنصر معين تشترك بنفس عدد البروتونات ولكن تختلف بعدد النيوترونات في الذرة. عادًة ما تكون لنظائر العناصر الكيميائية كتل ذرية مختلفة بسبب الأعداد غير المتكافئة من النيوترونات.

تحتوي العناصر الكيميائية ذات الأعداد الذرية الفردية على واحد أو اثنين من النظائر المستقرة بينما تحتوي العناصر الكيميائية ذات الأعداد الذرية الزوجية على ثلاثة أو أكثر من النظائر المستقرة في العادة. ولكن هذا الأمر ليس قاعدة ثابتة. فهناك بعض الاستثناءات من العناصر الكيميائية مثل الكربون والهيليوم والبريليوم.

الطريقة الشائعة في كتابة النظير هي كالتالي: في البداية يجب تحديد النظير أو الإشارة إلى النظير باسم العنصر الكيميائي للنظير وإلى جانب رمز العنصر الكيميائي خط واصل صغير ورقم الكتلة. على سبيل المثال نظير الكربون-12 أو C-12.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للنظائر

كما ذكرنا سابقًا، هناك أمور متماثلة وأمور مختلفة بين النظائر للعنصر الكيميائي الواحد. الأمور المتماثلة للنظائر للعنصر الكيميائي الواحد هي الخصائص الكيميائية. حيث تكون الخصائص الكيميائية متطابقة تقريبًا في كل النظائر للعنصر الكيميائي الواحد. أما الأمور المختلفة للنظائر للعنصر الكيميائي الواحد هي الخصائص الفيزيائية. حيث تكون الخصائص الفيزيائية بما في ذلك الكتلة، والكثافة، ودرجة الانصهار، ودرجة الغليان، ودرجة التجمد مختلفة بين النظائر للعنصر الكيميائي الواحد.

في الحقيقة، يتم تحديد الخصائص الفيزيائية للنظائر بشكل أساسية من خلال الكتلة الذرية للعناصر. هذا الاختلاف في الخصائص الفيزيائية مهم وضروري من أجل تمييز النظائر للعنصر الكيميائي عن بعضها البعض. حيث أن معرفة الاختلاف بين الخصائص الفيزيائية هو المفتاح من أجل تمييز النظائر للعنصر الكيميائي عن بعضها البعض. وإلا لو كانت كل الخصائص متماثلة لما كان هناك نظائر.

سبب اختلاف الخصائص الفيزيائية للنظائر

تعتبر الخصائص الكيميائية لنظائر عنصر كيميائي متماثلة تقريبًا مع بعضها البعض بسبب اشتراك هذه النظائر في العدد الذري وعدد إلكترونات التكافؤ (الإلكترونات في الغلاف الخارجي). ولكن بسبب الاختلافات في الكتلة الذرية تكون الخصائص الفيزيائية لنظائر عنصر كيميائي مختلفة عن بعضها البعض. على سبيل المثال، قد تكون بعض نظائر عنصر كيميائي من النوع المستقر والبعض الآخر من النوع غير المستقر.

أي أن سبب اختلاف الخصائص الفيزيائية للنظائر للعناصر الكيميائية هو أن النظائر تحتوي على عدد مختلف من النيوترونات وهذا الاختلاف يؤثر على الكتلة الذرية للنظائر. ونتيجة لذلك تختلف الخصائص الفيزيائية بين النظائر للعناصر الكيميائية في حين تكون الخصائص الكيميائية متشابهة ومتماثلة بين النظائر للعناصر الكيميائية.

أنواع النظائر

في الحقيقة،

تصنف النظائر للعنصر الكيميائي في نوعين هما

النظائر المستقرة

و

النظائر غير المستقرة


(النظائر المشعة).

النظائر المستقرة: هي النظائر غير المشعة من العناصر الكيميائية ويمكن أن يشار إلى النظائر المستقرة في بعض الأحيان بالنويدات المستقرة.

النظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة: يمكن أن يشار إلى النظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة في بعض الأحيان بالنويدات المشعة.

وحسب الأبحاث، هناك حوالي 339 من النظائر المستقرة أو النويدات المستقرة الموجودة بشكل طبيعي في الكوكب. ومن هذه النظائر المستقرة أو النويدات المستقرة هناك حوالي 286 من النظائر المستقرة البدائية أو النويدات المستقرة البدائية. هذه النظائر المستقرة البدائية يعتقد أنها كانت موجودة في الكوكب منذ تكوين النظام الشمسي.[2]

استخدامات أنواع النظائر

النظائر المستقرة


تعتبر النظائر المستقرة مفيدة في مجال التجارب البيئية مثل النظائر المستقرة للأكسجين، والهيدرجين، والنيتروجين، والكبريت، والكربون. على سبيل المثال، تستخدم النظائر المستقرة في مجال الكيمياء الأرضية من أجل دراسة التركيب الكيميائي للمواد الجيولوجية مثل المعادن والصخور. حيث تعتبر النظائر المستقرة مفيدة من أجل كشف بعض المعلومات المتعلقة بالمواد الجيولوجية مثل عمر هذه المواد.

النظائر غير المستقرة


تستخدم النظائر غير المستقرة في مجالات الزراعة، والصناعات الغذائية، ومكافحة الآفات أو الحشرات، وعلم الآثار، والطب. هناك الكثير من النظائر غير المستقرة المفيدة في عدة مجالات. على سبيل المثال، هناك بعض النظائر غير المستقرة التي تستخدم أشعة غاما المنبعثة من النظائر المشعة غير المستقرة من أجل الكشف عن الأورام داخل الجسم.[3]

أمثلة عن النظائر

الأمثلة المعروفة الأكثر شيوعًا عن النظائر هي نظائر الهيدروجين ونظائر الكربون. بالنسبة إلى نظائر عنصر الهيدروجين هناك ثلاث نظائر وهي نظائر مستقرة وهي البروتيوم والديتريوم والتريتيوم. تحتوي هذه النظائر الثلاثة لعنصر الهيدروجين على نفس عدد البروتونات ولكن تختلف في عدد النيوترونات. عدد النيوترونات في البروتيوم صفر، وعدد النيوترونات في الديتريوم واحد، وعدد النيوترونات في التريتيوم اثنين.

النظير الآخر الأكثر شيوعًا بين نظائر العناصر الكيميائية هو نظير الكربون كما ذكرنا سابقًا. الكربون أيضًا لديه ثلاث نظائر مثل الهيدروجين. هذه النظائر الثلاثة هي الكربون-12 والكربون-13 والكربون-14. أي يتم تمثيل الكتل الذرية للنظائر بالأرقام 12 و13 و14 على التوالي. في الحقيقة، يعتبر الكربون-12 هو من النظائر المستقرة في حين أن الكربون-14 هو من النظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة على الأغلب.[2]

حقائق عن النظائر

• كل العناصر الكيميائية لها نظائر.
• هناك نوعين رئيسين من النظائر للعناصر الكيميائية وهي النظائر المستقرة والنظائر غير المستقرة (النظائر المشعة).
• هناك حوالي 254 نظير مستقر معروف للعناصر الكيميائية.
• تكون كل النظائر المصنوعة في المختبر هي من النظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة.
• تكون النظائر بعض العناصر الكيميائية هي من النظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة. على سبيل المثال اليورانيوم هو من العناصر الكيميائية الذي يكون له نظائر من النوع المشع غير المستقر فقط.
• الهيدروجين هو العنصر الوحيد من بين كل العناصر الكيميائية الذي يمتلك أسماء محددة للنظائر الثلاث. البروتيوم هو نظير الهيدروجين ذو صفر نيوترون، والديتريوم هو نظير الهيدروجين ذو واحد نيوترون، والتريتيوم هو نظير الهيدروجين ذو اثنين نيوترون.[4]