النظائر

النظائر تشترك في Z وتختلف في عدد النيوترونات

نظائر العنصر لها العدد الذري نفسه، أي العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات ومن ثم في عدد الكتلة A. يكتب النظير مثلاً ¹⁴C: للكربون Z=6، لذلك يحتوي ¹⁴C على 8 نيوترونات. تغيير عدد النيوترونات لا يحول الكربون إلى عنصر آخر؛ تغيير عدد البروتونات هو الذي يفعل ذلك.

الكتلة الذرية المدرجة في الجدول الدوري ليست عادة عدد كتلة نظير واحد. إنها متوسط مرجح لكتل النظائر وفق تركيب نظائري محدد أو تمثيلي. لذلك تكون كتلة الكلور الذرية نحو 35.45 u بدلاً من عدد صحيح، لأن العينات الطبيعية تحتوي أساساً على ³⁵Cl و³⁷Cl بنسب غير متساوية.

يمكن أن تكون النظائر مستقرة أو مشعة. يعتمد الاستقرار النووي على توازن قوى داخل النواة ولا يمكن استنتاجه من عدد إلكترونات التكافؤ وحده. النظير المشع يتحول بعملية نووية ذات احتمال إحصائي، بينما التفاعلات الكيميائية العادية تعيد ترتيب الإلكترونات ولا تغير عدد البروتونات أو النيوترونات.

لأن النظائر تمتلك البنية الإلكترونية نفسها تقريباً للذرات المتعادلة، تكون كيمياؤها متشابهة جداً. لكن اختلاف الكتلة قد يظهر في سرعات الاهتزاز أو معدلات بعض التفاعلات، وهو أساس تأثير النظير واستخدام النظائر كمتتبعات في الكيمياء والبيولوجيا والجيولوجيا.

تمارين محلولة