ماذا تسمى الماده التي لها نفس المكونات والخصائص

تسمى الماده التي لها نفس المكونات والخصائص بالنظير

النظير هو مادة لها نفس المكونات والخصائص

النظائر هي ذرات تحتوي على نفس عدد البروتونات ولكنها تختلف في عدد النيوترونات. وبالتالي، النظائر هي أشكال مختلفة من نفس العنصر. على سبيل المثال، الكربون-12 والكربون-14 كلاهما نظائر للكربون ولكنيختلف عدد النيوترونات فيهما، حيث يحتوي الأول على 6 نيوترونات والثاني يحتوي على 8 نيوترونات.

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.

ما هو النظير

النظائر تشير إلى الاختلافات في الكتلة الذرية أو الوزن الذري للعنصر، وتتكون من متغيرات عنصر معين تشترك بنفس عدد البروتونات وتختلف بعدد النيوترونات في الذرة، وتكون كتل ذرية مختلفة للنظائر الكيميائية 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: يجب في البداية تحديد النظير بالإشارة إلى اسم العنصر الكيميائي للنظير، ويتم إضافة رمز العنصر الكيميائي وخط واصل صغير ورقم الكتلة، مثل نظير الكربون-12 أو C-12.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للنظائر

كما ذكرنا سابقا، هناك تشابه واختلاف بين النظائر المتعلقة بنفس العنصر الكيميائي. النقاط المتشابهة بين النظائر هي الخصائص الكيميائية، حيث تكاد تكون متطابقة في جميع النظائر المرتبطة بهذا العنصر الكيميائي. أما النقاط المختلفة بين النظائر فتتعلق بالخصائص الفيزيائية، مثل الكتلة والكثافة ونقطة الانصهار ونقطة الغليان ونقطة التجمد، حيث تختلف بين النظائر المرتبطة بهذا العنصر الكيميائي.

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

تتشابه الخصائص الكيميائية للنظائر المختلفة للعنصر الكيميائي تقريبا بسبب تشابهها في عدد الذرات وعدد الإلكترونات في الطبقة الخارجية. ومع ذلك، بسبب اختلاف الكتلة الذرية، تختلف الخصائص الفيزيائية للنظائر المختلفة للعنصر الكيميائي عن بعضها. على سبيل المثال، قد تكون بعض النظائر مستقرة في حين يكون البعض الآخر غير مستقر.

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 الواقع، يمكن تصنيف نظائر العنصر الكيميائي إلى نوعين، وهما النظائر المستقرة والنظائر غير المستقرة (النظائر المشعة).

النظائر المستقرة: هم نظائر غير مشعة من العناصر الكيميائية، ويمكن الإشارة إلى النظائر المستقرة أحيانا بواسطة النويدات المستقرة.

النظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة: يطلق على النظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة في بعض الأحيان مصطلح النويدات 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.

استخدامات أنواع النظائر

النظائر المستقرة
تعتبر النظائر المستقرة مفيدة في التجارب البيئية مثل الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين والكبريت والكربون. على سبيل المثال، تستخدم النظائر المستقرة في مجال الكيمياء الأرضية لدراسة التركيب الكيميائي للمواد الجيولوجية مثل المعادن والصخور. تعتبر النظائر المستقرة مفيدة لكشف 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.

أمثلة عن النظائر

من الأمثلة الشائعة على النظائر، نجد نظائر الهيدروجين ونظائر الكربون. بالنسبة لنظائر الهيدروجين، هناك ثلاثة نظائر معروفة ومستقرة، وهي البروتيوم والديتريوم والتريتيوم. تحتوي هذه النظائر الثلاثة للهيدروجين على نفس عدد البروتونات، ولكن يختلف عدد النيوترونات فيها. البروتيوم لا يحتوي على نيوترونات، الديتريوم يحتوي على نيوترون واحد، والتريتيوم يحتوي على نيوترونين.

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.

 حقائق عن النظائر

• كل العناصر الكيميائية لها نظائر.
• يتميز النظائر للعناصر الكيميائية بالنوعين الرئيسيين: النظائر المستقرة والنظائر غير المستقرة (النظائر المشعة).
• يعرف حوالي 254 نظيرًا مستقرًا للعناصر الكيميائية.
• تتميز جميع النظائر التي تم إنتاجها في المختبر بأنها نظائر غير مستقرة أو نظائر مشعة.
• تكون بعض العناصر الكيميائية من النظائر غير المستقرة أو النظائر المشعة، كاليورانيوم على سبيل المثال، ويتألف من نظائر من النوع غير المستقر والمشع فقط.
• يعتبر الهيدروجين العنصر الوحيد الذي له ثلاثة نظائر معينة بأسمائها الخاصة، إذ يتألف من بروتيوم الذي لا يحتوي على نيوترونات، وديتريوم الذي يحتوي على نيوترون واحد، وتريتيوم الذي يحتوي على نيوترونين.