प्राकृतिक बहुतायत: Difference between revisions
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भौतिक विज्ञान में, प्राकृतिक बाहुल्य एक रासायनिक तत्व के समस्थानिकों के रासायनिक तत्वों की बाहुल्य को संदर्भित करता है जैसा कि एक ग्रह पर स्वाभाविक रूप से पाया जाता है। इन समस्थानिकों का आपेक्षिक परमाणु द्रव्यमान (मोल-प्रभाज बाहुल्य आंकड़ों द्वारा भारित एक भारित माध्य) आवर्त सारणी में तत्व के लिए सूचीबद्ध परमाणु भार है। एक समस्थानिक की बाहुल्य एक ग्रह से दूसरे ग्रह पर और यहाँ तक कि पृथ्वी पर एक स्थान से दूसरे स्थान पर भिन्न होती है, किन्तु समय के साथ (अल्पकालिक पैमाने पर) अपेक्षाकृत स्थिर रहती है।
एक उदाहरण के रूप में, यूरेनियम में तीन प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिक हैं: 238U, 235U और 234U। उनके क्रमश: प्राकृतिक मोल प्रभाज बहुलता 99.2739–99.2752%, 0.7198–0.7202%, और 0.0050–0.0059% हैं।[1] उदाहरण के लिए, यदि 100,000 यूरेनियम परमाणुओं का विश्लेषण किया जाए, तो प्रायः 99,274 238U परमाणु प्रायः 720 235U परमाणु और कुछ ही (अधिकतम संभावना 5 या 6) 234U परमाणु खोजने की अपेक्षा करेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि 235U या 234U की तुलना में 238U बहुत अधिक स्थिर है, क्योंकि प्रत्येक समस्थानिक के अर्धायु प्रत्यक्ष करता है: 7.038 × 108 वर्ष 235U के लिए और 234U के लिए 245,500 वर्ष की तुलना में 4.468 × 109 साल 238U के लिए।
यथार्थत: क्योंकि विभिन्न यूरेनियम समस्थानिकों का अर्धायु विभिन्न होता है, जब पृथ्वी युवा अवस्था में थी, तो यूरेनियम की समस्थानिक संरचना भिन्न थी। एक उदाहरण के रूप में, 1.7×109 वर्ष पूर्व 235U का प्राकृतिक बाहुल्य वर्तमान के 0.7% की तुलना में 3.1% था, तथा इसने एक प्राकृतिक परमाणु विखंडन रिएक्टर गठित करने की अनुमति दी, जो वर्तमान में असंभव है।
यद्यपि, किसी दिए गए समस्थानिक की प्राकृतिक बाहुल्य न्यूक्लियोसिंथेसिस में (जैसा कि समैरियम के स्थिति में; रेडियोधर्मी 147Sm और 148Sm स्थिर 144Sm की तुलना में अधिक प्रचुर मात्रा में हैं) और प्राकृतिक रेडियोधर्मी समस्थानिकों की दुहिता के रूप में (जैसा कि सीसा के रेडियम धर्मी समस्थानिकों के स्थिति में) दिए गए समस्थानिक के उत्पादन से इसके निर्माण की संभावना से भी प्रभावित होती है।
प्राकृतिक बाहुल्य से विचलन
अब यह सूर्य और प्राचीन उल्कापिंडों के अध्ययन से ज्ञात हुआ है कि सौर प्रणाली प्रारंभ में समस्थानिक संरचना में प्रायः सजातीय थी। सूर्य के परमाणु ज्वलन के प्रारंभ से स्थानतः प्रतिचयित गांगेय औसत (उद्विकासी) से विचलन को सामान्यतः सामूहिक प्रभाजन (द्रव्यमान-स्वतंत्र प्रभाजन पर लेख देखें) के साथ सीमित संख्या में परमाणु क्षय और संचारण प्रक्रियाओं के लिये उत्तरदयी कहा जा सकता है।[2] निकटतम सुपरनोवा विस्फोट से अल्पकालिक (अब-विलुप्त) समस्थानिक के अंतः क्षेपण के लिए भी प्रमाण हैं जो सौर नेबुला के पतन को प्रवर्तित कर सकते हैं। इसलिए पृथ्वी पर प्राकृतिक बाहुल्य से विचलन प्रायः प्रति हजार (प्रति मील या ‰) भागों में मापा जाता है क्योंकि वे एक प्रतिशत (%) से कम हैं।[3]
इस भ्रम का एक अपवाद प्राचीन उल्कापिंडों में पाए जाने वाले प्रीसोलर ग्रेन के साथ है। ये छोटे ग्रेन विकसित ("मृत्युकालिक") सितारों के बहिर्वाह में संघनित होते हैं और इंटरस्टेलर माध्यम और सौर अभिवृद्धि डिस्क (जिसे सौर नीहारिका या प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के रूप में भी जाना जाता है) में मिश्रण और होमोजिनाइजेशन (समांगीकरण) प्रक्रियाओं से निष्क्रमित हो जाते हैं।[4][clarification needed] तारकीय संघनित ("स्टारडस्ट") होने पर, ये ग्रेन विशिष्ट न्यूक्लियोसिंथेसिस प्रक्रियाओं के समस्थानिक चिह्न कार्यान्वित करते हैं जिसमें उनके तत्व बनाए गए थे।[5] इन सामग्रियों में, "प्राकृतिक बाहुल्य" से विचलन प्रायः 100 के कारकों में मापा जाता है।[citation needed][4]
कुछ तत्वों की प्राकृतिक समस्थानिक बाहुल्य
अगली तालिका कुछ तत्वों के लिए भौमिक समस्थानिक वितरण देती है। कुछ तत्व, जैसे फास्फोरस और फ्लोरीन 100% की प्राकृतिक बाहुल्य के साथ, केवल एकल समस्थानिक के रूप में उपस्थित हैं।
| समस्थानिक | % प्राकृतिक बाहुल्य | परमाणु भार |
|---|---|---|
| 1H | 99.985 | 1.007825 |
| 2H | 0.015 | 2.0140 |
| 12C | 98.89 | 12 (विगत रूप से परिभाषा के अनुसार) |
| 13C | 1.11 | 13.00335 |
| 14N | 99.64 | 14.00307 |
| 15N | 0.36 | 15.00011 |
| 16O | 99.76 | 15.99491 |
| 17O | 0.04 | 16.99913 |
| 18O | 0.2 | 17.99916 |
| 28Si | 92.23 | 27.97693 |
| 29Si | 4.67 | 28.97649 |
| 30Si | 3.10 | 29.97376 |
| 32S | 95.0 | 31.97207 |
| 33S | 0.76 | 32.97146 |
| 34S | 4.22 | 33.96786 |
| 35Cl | 75.77 | 34.96885 |
| 37Cl | 24.23 | 36.96590 |
| 79Br | 50.69 | 78.9183 |
| 81Br | 49.31 | 80.9163 |
यह भी देखें
- रासायनिक तत्वों का प्राकृतिक बाहुल्य
- क्षय उत्पाद
- समस्थानिक
- प्रीसोलर अनाज
- रेडियोन्यूक्लाइड
संदर्भ
- ↑ "यूरेनियम समस्थानिक". GlobalSecurity.org. Retrieved 14 March 2012.
- ↑ Clayton, Robert N. (1978). "प्रारंभिक सौर मंडल में समस्थानिक विसंगतियाँ". Annual Review of Nuclear and Particle Science. 28: 501–522. Bibcode:1978ARNPS..28..501C. doi:10.1146/annurev.ns.28.120178.002441.
- ↑ Zinner, Ernst (2003). "प्रारंभिक सौर मंडल का एक समस्थानिक दृश्य". Science. 300 (5617): 265–267. doi:10.1126/science.1080300. PMID 12690180. S2CID 118638578.
- ↑ 4.0 4.1 Anders, Edward; Zinner, Ernst (1993). "Interstellar Grains in Primitive Meteorites: Diamond, Silicon Carbide, and Graphite". Meteoritics. 28 (4): 490–514. Bibcode:1993Metic..28..490A. doi:10.1111/j.1945-5100.1993.tb00274.x.
- ↑ Zinner, Ernst (1998). "आदिम उल्कापिंडों से तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस और प्रीसोलर अनाज की समस्थानिक संरचना". Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 26: 147–188. Bibcode:1998AREPS..26..147Z. doi:10.1146/annurev.earth.26.1.147.
- ↑ Lide, D. R., ed. (2002). CRC Handbook of Chemistry and Physics (83rd ed.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 0-8493-0483-0.
बाहरी संबंध
- Berkeley Isotopes Project Interactive Table (archived 2015)
- Exact Masses of the Elements and Isotopic Abundances, Scientific Instrument Services
- Tools to compute low- and high-precision isotopic distribution (archived 2011)
