فيديو السؤال: تذكر تأثير عدد النيوترونات على استقرار النواة العلوم • الصف الثالث الإعدادي

نسخة الفيديو النصية

أي من العبارتين الآتيتين عن استقرار النوى الذرية صواب؟ أ: من المرجح أن تكون نظائر العنصر التي لها نوى ذرية غير مستقرة هي تلك التي تحتوي على عدد أكبر من النيوترونات في النواة، مقارنة بالنظائر الأخرى لهذا العنصر. ب: ليس لعدد النيوترونات في نواة الذرة أي تأثير على مدى احتمال أن تكون النواة غير مستقرة.

عندما تكون نواة ذرية مستقرة، فإنها لا تضمحل تلقائيًّا. يمكننا المقارنة بين النوى الذرية بطريقتين: عدد البروتونات في النواة، وعدد النيوترونات في النواة. النوى التي تحتوي على أعداد مختلفة من البروتونات نوى لعناصر مختلفة. على سبيل المثال، تحتوي جميع نوى الهيدروجين على بروتون واحد، وتحتوي جميع نوى الهليوم على بروتونين. النوى التي تحتوي على نفس العدد من البروتونات، ولكنها تحتوي على أعداد مختلفة من النيوترونات، هي نظائر مختلفة لنفس العنصر.

يمكن أن تحتوي نواة الهليوم على عدد من النيوترونات يتراوح بين صفر نيوترون وثمانية نيوترونات. وعليه، توجد تسعة نظائر للهليوم. يحتوي معظم نوى الهليوم على نيوترونين. يحتوي نظير الهليوم الأكثر شيوعًا على نيوترونين في نواته.

يسأل السؤال إذا ما كان عدد النيوترونات مقارنة بعدد البروتونات في نظير أي عنصر له علاقة بمدى احتمال أن يكون النظير مستقرًّا. ينص الخيار ب على أن عدد النيوترونات في النواة لا يؤثر على مدى استقرار النواة. لكن في واقع الأمر، يمكن لعدد النيوترونات في النواة أن يحدث فرقًا فيما إذا كانت النواة مستقرة أو لا. إذا قارنا بين النظائر المختلفة لعناصر مختلفة، فسنجد، في العموم، أن النظائر التي تحتوي على عدد أكبر من النيوترونات مقارنة بالبروتونات من المرجح أن تكون غير مستقرة.

من المهم أن ندرك أن هذا لا يعني أن النظائر التي تحتوي على نيوترونات أكثر من البروتونات لا بد أن تكون غير مستقرة، بل يعني أن هذه النظائر من المرجح أن تكون غير مستقرة. على سبيل المثال، تحتوي جميع نوى الكالسيوم على 20 بروتونًا. للكالسيوم العديد من النظائر. توجد خمسة نظائر للكالسيوم تحتوي على 19 نيوترونًا أو أقل. جميع نظائر الكالسيوم التي تحتوي على 19 نيوترونًا أو أقل تكون غير مستقرة.

يوجد 14 نظيرًا للكالسيوم يحتوي كل منها على 27 نيوترونًا أو أكثر. جميع نظائر الكالسيوم التي تحتوي على 27 نيوترونًا أو أكثر تكون غير مستقرة. بالنسبة إلى نظائر الكالسيوم التي تحتوي على عدد نيوترونات يتراوح بين 20 و26 نيوترونًا، يكون نظير الكالسيوم الذي يحتوي على 20 نيوترونًا مستقرًّا. نظير الكالسيوم الذي يحتوي على 21 نيوترونًا يكون غير مستقر. نظير الكالسيوم الذي يحتوي على 22 نيوترونًا يكون مستقرًّا. نظير الكالسيوم الذي يحتوي على 23 نيوترونًا يكون مستقرًّا. نظير الكالسيوم الذي يحتوي على 24 نيوترونًا يكون مستقرًّا. نظير الكالسيوم الذي يحتوي على 25 نيوترونًا يكون غير مستقر. نظير الكالسيوم الذي يحتوي على 26 نيوترونًا يكون مستقرًّا.

يشبه استقرار نظائر العناصر الأخرى، في العموم، إلى حد ما استقرار نظائر الكالسيوم، على الرغم من أن أغلبية العناصر لها عدد نظائر أقل من الكالسيوم. النظائر التي تحتوي على عدد أكبر من النيوترونات مقارنة بالبروتونات، في العموم، من المرجح أن تكون غير مستقرة. من المهم أيضًا أن ندرك أنه بالنسبة إلى عنصر ما، يكون نظير هذا العنصر إما مستقرًّا وإما غير مستقر. على سبيل المثال، في حالة الكالسيوم، يكون النظير الذي يحتوي على 20 نيوترونًا مستقرًّا. هذا يعني أن جميع نوى الكالسيوم التي تحتوي على 20 نيوترونًا تكون مستقرة. في حالة الكالسيوم أيضًا، يكون النظير الذي يحتوي على 21 نيوترونًا غير مستقر. هذا يعني أن جميع نوى الكالسيوم التي تحتوي على 21 نيوترونًا تكون غير مستقرة.

بناء على ما سبق، نستنتج أن الخيار الصحيح هو أ. من المرجح أن تكون نظائر العنصر التي لها نوى ذرية غير مستقرة هي تلك التي تحتوي على عدد أكبر من النيوترونات في النواة، مقارنة بالنظائر الأخرى لهذا العنصر.