Logo
Logo

Изотопный анализ

Используя таблицу изотопов химических элементов, определите, ионы какого элемента оставили свои следы на фотопластинке. Запищите химические формулы ионов, соответствующих различным значениям $x$.

$1$. Скорость, с которой ионы влетают в масс-спектрограф, не зависит от массы и заряда иона:
$$
q E_{0}=q v B_{0}, \quad v=\frac{E_{0}}{B_{0}} \approx 1.38 \cdot 10^{5}~м/с.
$$
Скорости ионов являются нерелятивистскими: $v \ll c$.
$2$. Масса иона $M=A \cdot 1~а.е.м.$, где $A$ – массовое число. Заряд иона $q=n \cdot e$, где $n$ – кратность ионизации.
$3$. B масс-спектрографе ионы движутся по полуокружностям:
$$
\frac{M v^{2}}{R}=q v B,
$$
следовательно,
$$
A=n R \frac{e B}{v \cdot 1~\text {а.е.м.}}=n x \frac{e B}{2 v \cdot 1~\text {а.е.м.}}.
$$
Здесь $x=2 R$.
$4$. Подставляя числовые данные, получим: $A \approx 84 n x$, причем $A$ – целое число.
$5$. Поскольку $x_{1}=\frac{x_{3}}{2}$, $x_{2}=\frac{x_{4}}{2}$, то можно предположить, что $x_{3}$ и $x_{4}$ соответствуют однозарядным ионам, а $x_{1}$ и $x_{2}$ – двухзарядным ионам соответствующих изотопов.
$6$. Для однозарядных ионов $n=1$, $A=84 x$.
Для $x_{3}$: $A_{3}=84 \cdot 0.464 \approx 39$.
Для $x_{4}$: $A_{4}=84 \cdot 0.488 \approx 41$.
Для двухзарядных ионов $n=2$, $A=168 x$.
Для $x_{1}$: $A_{1}=168 \cdot 0.232 \approx 39$.
Для $x_{2}$: $A_{2}=168 \cdot 0.244 \approx 41$.
$7$. С помощью таблицы изотопов определяем для $x_{1}$, $x_{2}$, $x_{3}$, $x_{4}$: ${ }^{39}K^{++},{ }^{41} K^{++},{ }^{39} K^{+},{ }^{41} K^{+}$.
Аналогично, рассматривая пару двухзарядных ионов и пару четырехзарядных, находим:
${ }^{78}Se^{4+},{ }^{82}Se^{4+},{ }^{78}Se^{2+},{ }^{82} Se^{2+}$;
${ }^{78}Kr^{4+},{ }^{82}Kr^{4+},{ }^{78}Kr^{2+},{ }^{82} Kr^{2+}$.

Ответ: