解放军文职招聘考试核素、同位素和同位素丰度

 核素、同位素和同位素丰度
     具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子称为核素。
例如原子核里有 6 个质子和 6 个中子的碳原子，它们的质量数是 12 ，称碳 —12 核素或写为 ¹²C 核素。原于核里有 6 个质子和 7 个中子的碳原子质量数为 13 ，称 ¹³C 核素。氧元素有三种核素： ¹⁶O 、 ¹⁷O 、 ¹⁸O 核素。
     具有多种核素的元素称多核素元素。氧元素等都是多核素元素，天然存在的钠元素，只有质子数为 11 ，中于数为 12 的一种钠原子 ²³₁₁Na ，即钠元素只有 ²³Na 一种核素，这样的元素称单一核素元素。
     同位素的发现和核化学的发展是二十世纪的事，然而关于同位素的预言则在上一世纪就己提出。人们测量一些元素原子量后，发现测得越精确，就越证明各元素的原子量并不是氢原子量的整数倍。又如门捷列夫排周期表时，把碲 (127.61) 排在碘 (126.91) 前，还有氩 (39.95)
     排在钾 (39.09) 前，钴 (58.93) 排在银 (58.69) 前，都说明同一元素的原子量并不是 “ 单一的 ” 数值，好象是许多数值的平均结果，不然无法说明门捷列夫的排法，正好符合性质的周期性变化。英国科学家克鲁克斯 (Crookes ， w ． 1832—1919) ，俄国科学家布特列洛夫（ 1828—1886 ）为解释上述矛盾先后提出过同一元素的原子可具有不同的原子量，而且可用化学分馏法将它们分开，实际上他已从自发的唯物主义立场提出了同位素的思想。但是在科学上自发的唯物主义思想并不能抵抗唯心主义的袭击。他们二入先后屈服于降神术。正如恩格斯指出的那样 “ 许许多多自然科学家已经给我们证明了，他们在他们自己那门科学的范围内是坚定的唯物主义者，但是在这以外绝不仅是唯心主义者，而且甚至是虔诚的正教徒 ” 。
     以后随着天然放射性元素的发现一些元素的蜕变半衰期不同，而于 1910 年由英国科学家索迪 (SoddyJ Frederickl877—1956) 提出同位素的慨念。
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素 。即多核素元素中的不同核素互称同位素。同种元素的不同核素，质子数相同，在周期表中占同一位置，这就是同位素的原意。
     同位素有的是稳定的，称稳定同位素；有的具有放射性，称放射性同位素。目前已知的天然元素中约有 20 种 ( 氟、钠、铝、磷、金等 ) 仅有单一的稳定同位素，但都有放射性同位素。可以说，大多数天然元素都是由几种同位素组成的混合物。到 1976 年为止，已发现的 107 种元素中，稳定同位素约 300 多种，而放射性同位素达 1500 种以上，但多数是人工制备的。
     目前已经发现氢有三种同位素，在自然界有两种稳定同位素： ¹₁H( 氕 ) 和 ²₁H( 氘 ) ，另有一种 ³₁H ( 氚 ) 为人造氢的同位素。氯在自然界中有两种稳定同位索：³⁵₁₇C1 和 ³⁷₁₇ C1。碳有三种同位索： ¹²₆C 、 ¹³₆C 为稳定同位素， ¹⁴₆C 为放射性同位素。同一元素的各种同位素的原于核虽有差别，但是他们的核外电子数和化学性质基本相同。因此同一元素的各种同位素均匀地混合在一起存在于自然界的各种矿物资源中。在化工冶炼过程中，发生同样的化学反应最后均匀混合，共存于该元素所生成的各种物质中。我们所接触到的就是各种稳定同位素的混合物。
     此外，人们也发现存在着质量相同而性质不同的原于，例如 ³⁶₁₆S 和 ³⁶₁₈Ar ，质量数都是 36 ，由于它们的质子数不同，分属于不同元素 —— 硫和氩。同样的,⁶⁵₂₉Cu 和⁶⁵₃₀ Zn ，质量数都是 65 ，由于它们的质子数不同，也分属于不同元素 —— 铜和锌。这种质量数相同，质子数不同，分属于不同元素的几种原子，互称同量素。同量素的存在，也说明了以核电荷 ( 质子数 ) 作为划分元素的标准是符合客观规律的，抓住了事物的本质。