同位素的概念

同位素的表示方法为:“mA”，A为某元素的符号，m为其质量数，m(质量数)=Z(质子数)+N(中子数)。

例如，氢同位素:1H、D、3H*(T);碳同位素:12C、13C、14C*;氧同位素:16O、17O、18O;硫同位素:32S、33S、34S、36S;锶同位素:88Sr、87Sr、86Sr、84Sr;钕同位素:142Nd、143Nd、146Nd、148Nd、150Nd;铅同位素:204Pb、206Pb、207Pb、208Pb;铀同位素:235U*、238U*;铷同位素:85Rb、87Rb*;钐同位素:144Sm、150Sm、152Sm、154Sm、147Sm*、148Sm*、149Sm*等(注:“*”为放射性同位素)。

同位素丰度(isotope abundance):指某种元素的各种同位素原子数相对于其原子总数的百分比。

同位素比值(isotope ratio):指某种元素的两种同位素丰度之比。

与同位素丰度一样，它也是用来表示天然物质中同位素含量的一种方式。

习惯上把重质量数的同位素原子记作比值的分子，轻质量数的同位素原子记作比值的分母。

例如:氢同位素比值为D/H;氧同位素比值为18O/16O;碳同位素比值为13C/12C;锶同位素比值为87Sr/86Sr等。

δ值(δvalue):由于天然物质中，不同样品的同位素含量差异甚微，用同位素丰度或同位素比值很难显示它们这种微小的差异，故而在同位素地质研究中引入δ值。

δ值是指某一元素样品中的两种稳定同位素的比值相对于某种标准样品对应比值的千分差值，即同位素地球化学式中:R代表样品、标准样品的同位素比值。

样品的δ值为正数时，表示样品比标准富含重同位素，相反表示贫重同位素。

采用统一标准的δ值的表示方法，有利于全世界范围内数据的对比研究。

同位素组成(isotope composition):一种泛指各种物质同位素含量(同位素丰度、同位素比值或δ值)的称谓。

同位素分馏(isotope fractionation):是指一系统中，某元素的各种同位素原子或分子以不同的比值分配到各种物质或物相中的作用。

同位素分馏系数(α)(isotope fractionation coefficient):某一组分中两种同位素丰度之比与另一组分的相应比值之商。

定义为同位素地球化学式中:RA为A物质的某种元素的同位素丰度之比;RB为B物质中同种元素的同位素丰度之比。

αA－B>1，表示A物质相对于B物质富重同位素;αA－B<1表示A物质相对于B物质富轻同位素。

αA－B只表示两种物质间同一元素的同位素组成相对差别的程度，不涉及造成这种差别的原因。

例如:硫化物－硫酸盐的硫同位素分馏系数，可以写成同位素地球化学同位素富集系数(Δ值)(isotope concentration coefficient):用来表示两种物质间同一元素同位素组成差别的程度。

定义为:ΔA－B=δA－δB，式中:δA和δB分别代表两种不同物质同一元素的同位素组成。

具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素(Isotope)。

例如：氕、氘和氚，它们原子核中都有1个质子，但是它们的原子核中却分别有0个中子、1个中子及2个中子，所以它们互为同位素。

其中，氕的相对原子质量为1.007947，氘的相对原子质量为2.274246，氚的相对原子质量为3.023548，氘几乎比氕重一倍，而氚则几乎比氕重二倍。

同位素具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化学性质几乎相同（氕、氘和氚的性质有些微差异），但原子质量或质量数不同，从而其质谱性质、放射性转变和物理性质（例如在气态下的扩散本领）有所差异。

同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数（例如碳14，一般用14C来表示）。

在自然界中天然存在的同位素称为天然同位素，人工合成的同位素称为人造同位素。

如果该同位素是有放射性的话，会被称为放射性同位素。

每一种元素都有放射性同位素。

有些放射性同位素是自然界中存在的，有些则是用核粒子，如质子、a粒子或中子轰击稳定的核而人为产生的。

基本性质同位素是具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化学行为几乎相同，但原子量或质量数不同，从而其质谱行为、放射性转变和物理性质(例如在气态下的扩散本领)有所差异。

同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数（质子数+中子数），左下角注明质子数。

例如碳14，一般用14C而不用C-14。

自然界中许多元素都有同位素。

同位素有的是天然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有的没有放射性。

同一元素的同位素虽然质量数不同，但他们的化学性质基本相同（如：化学反应和离子的形成），物理性质有差异[主要表现在质量上（如：熔点和沸点）]。

自然界中，各种同位素的原子个数百分比一定。

同位素是指具有相同核电荷但不同原子质量的原子（核素）。

在19世纪末先发现了放射性同位素，随后又发现了天然存在的稳定同位素，并测定了同位素的丰度。

大多数天然元素都存在几种稳定的同位素。

同种元素的各种同位素质量不同，但化学性质几乎相同。

自19世纪末发现了放射性以后，到20世纪初，人们发现的放射性元素已有30多种，而且证明，有些放射性元素虽然放射性显著不同，但化学性质却完全一样。

相信只要学过化学的人都听过“同位素”这个词，那么同位素究竟是什么呢？同位素顾名思义是位置相同的元素，我们知道在元素周期表中每一个位置都只存在一个元素，怎么会有位置相同的元素呢？下面我们一起来了解一下同位素。

同位素指的是具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互称为同位素。

那么什么又是质子数和中子数呢？质子数就是元素所含的质子的数量，质子数等于原子序数等于核外电子数。

中子数就是元素所含的中子的数量，一般有如下规律：相对原子质量等于质子数和中子数的和，相对而言质子数和相对原子质量比较容易求得，中子数可以通过前俩者算的，例如位于元素周期表中第6位的碳元素，我们知道任何一种元素的相对原子质量基本上都确定了，例如碳元素的相对原子质量为12，而质子数与原子序数相等为6，所以中子数位6。

而同位素是具有相同质子数、不同中子数的同一元素的核素，例如碳12、碳13、碳14，这三种元素的质子数都为6，而中子数不同，分别为6、7、8，正因为它们的质子数都相同，所以原子序数都相同，在同一位置。

同位素家族中还有很多重量级同位素，比如U235和U238互为同位素，Pu239，Pu241互为同位素，这几天我们U235虽然与U238互为同位素，虽然化学性质相同但是同位素的物理性质相差较大。

U235属于易裂变元素，是核电站使用核燃料的主要有效燃料，民用U235富集度在5%以下，此外U235是一种战略核材料，可以用来制作原子d，由于有一个不太安分的邻居，这几天核试验频繁出现在报道中，U238属于可裂变材料，必须能量高于1.1兆电子伏的中子轰击才可以发生裂变，而且裂变截面较小。

关于1gU235裂变可以放出多少能量以及具体的计算过程，详见往期回答！