समस्थानिक

This article is about रासायनिक तत्वों के परमाणु वेरिएंट।. For अन्य उपयोगों के लिए, see आइसोटोप (बहुविकल्पी) देखें।.

हाइड्रोजन के तीन प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिक। तथ्य यह है कि प्रत्येक समस्थानिक में एक प्रोटॉन होता है जो उन्हें हाइड्रोजन के सभी प्रकार बनाता है: समस्थानिक की पहचान प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या से दी जाती है। बाएं से दाएं, समस्थानिक हाइड्रोजन हैं (¹H) शून्य न्यूट्रॉन के साथ, ड्यूटेरियम (²H) एक न्यूट्रॉन और ट्रिटियम के साथ (³H) दो न्यूट्रॉन के साथ।

समस्थानिक दो या दो से अधिक प्रकार के परमाणु होते हैं जिनकी परमाणु संख्या (उनके परमाणु नाभिक में प्रोटॉन की संख्या) समान होती है और आवर्त सारणी में (और इसलिए एक ही रासायनिक तत्व से संबंधित होती है), और उनके नाभिक में न्यूट्रॉन की विभिन्न संख्या में के कारण न्युक्लियोन संख्या (द्रव्यमान संख्या स्थिति ) में भिन्न होती हैं। किसी दिए गए तत्व के सभी समस्थानिकों में लगभग समान रासायनिक गुण होते हैं, जबकि उनके भौतिक गुण और परमाणु द्रव्यमान अलग-अलग होते हैं।

समस्थानिक शब्द ग्रीक मूल आइसोस (wikt:ἴσος|ἴσος बराबर) और टोपोस (wikt:τόπος|τόποςplace) से बना है, जिसका अर्थ एक ही स्थान है; इस प्रकार, नाम के पीछे का अर्थ यह है कि एक ही तत्व के विभिन्न समस्थानिक आवर्त सारणी पर एक ही स्थान पर रहते हैं। यह स्कॉटिश डॉक्टर और लेखक मार्गरेट टोड (डॉक्टर) ) द्वारा 1913 में ब्रिटिश रसायनज्ञ फ्रेडरिक सोड्डी को एक सुझाव में दिया गया था।

परमाणु नाभिक के भीतर प्रोटॉन की संख्या परमाणु को इसकी परमाणु संख्या कहा जाता है और यह तटस्थ (गैर-आयनित) परमाणु में इलेक्ट्रॉन की संख्या के बराबर होता है। प्रत्येक परमाणु संख्या एक विशिष्ट तत्व की पहचान करती है, लेकिन समस्थानिक की नहीं करती है; किसी दिए गए तत्व के परमाणु में न्यूट्रॉन की संख्या में एक विस्तृत श्रृंखला हो सकती है। नाभिक में न्यूक्लियंस (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन दोनों) की संख्या परमाणु की द्रव्यमान संख्या होती है, और किसी दिए गए तत्व के प्रत्येक समस्थानिक की एक अलग द्रव्यमान संख्या होती है।

उदाहरण के लिए, कार्बन -12, कार्बन-13 और कार्बन-14 , कार्बन तत्व के तीन समस्थानिक हैं जिनकी द्रव्यमान संख्या क्रमशः 12, 13 और 14 है। कार्बन की परमाणु संख्या 6 है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक कार्बन परमाणु में 6 प्रोटॉन होते हैं जिससे इन समस्थानिकों की न्यूट्रॉन संख्या क्रमशः 6, 7, और 8 होती है।

समस्थानिक बनाम न्यूक्लाइड

एक न्यूक्लाइड एक परमाणु की एक प्रजाति है जिसमें नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की एक विशिष्ट संख्या में होते हैं, उदाहरण के लिए कार्बन -13 में 6 प्रोटॉन और 7 न्यूट्रॉन होते हैं। न्यूक्लाइड अवधारणा (व्यक्तिगत परमाणु प्रजातियों का जिक्र करते हुए) रासायनिक गुणों पर परमाणु गुणों पर जोर देती है, जबकि समस्थानिक अवधारणा (प्रत्येक तत्व के सभी परमाणुओं को समूहीकृत करना) परमाणु पर रसायन शास्त्र पर जोर देती है। न्यूट्रॉन संख्या का परमाणु गुणों पर बड़ा प्रभाव पड़ता है, लेकिन अधिकांश तत्वों के लिए रासायनिक गुणों पर इसका प्रभाव नगण्य होता है। यहां तक ​​​​कि सबसे हल्के तत्वों के लिए, जिनकी न्यूट्रॉन संख्या का परमाणु संख्या का अनुपात समस्थानिक के बीच सबसे अधिक भिन्न होता है, इसका सामान्यतः केवल एक छोटा सा प्रभाव होता है, लेकिन यह कुछ परिस्थितियों में मायने रखता है (हाइड्रोजन के लिए, सबसे हल्का तत्व, समस्थानिक प्रभाव जीव विज्ञान को प्रभावित करने के लिए काफी बड़ा है। दृढ़ता से)। समस्थानिक शब्द (मूल रूप से समस्थानिक तत्व भी, अब कभी कभी समस्थानिक न्यूक्लाइड) का अर्थ तुलना करना है (जैसे समानार्थी या आइसोमर्स)। उदाहरण के लिए, न्यूक्लाइड्स ¹²
₆C
, ¹³
₆C
, ¹⁴
₆C
समस्थानिक हैं (समान परमाणु क्रमांक लेकिन भिन्न द्रव्यमान संख्या वाले न्यूक्लाइड)), लेकिन ⁴⁰
₁₈Ar
, ⁴⁰
₁₉K
, ⁴⁰
₂₀Ca
आइसोबार (न्यूक्लाइड) हैं (समान द्रव्यमान संख्या वाले न्यूक्लाइड) हालाँकि, समस्थानिक पुराना शब्द है और इसलिए इसे न्यूक्लाइड से बेहतर जाना जाता है और अभी भी कभी-कभी ऐसे संदर्भों में उपयोग किया जाता है जिसमें न्यूक्लाइड अधिक उपयुक्त हो सकता है, जैसे कि परमाणु प्रौद्योगिकी और परमाणु चिकित्सा।

संकेतन

एक समस्थानिक या न्यूक्लाइड को विशेष तत्व के नाम से निर्दिष्ट किया जाता है (यह परमाणु संख्या को दर्शाता है) उसके बाद एक हाइफ़न और द्रव्यमान संख्या (जैसे हीलियम -3 , हीलियम -4, कार्बन -12, कार्बन -14, यूरेनियम- 235 और यूरेनियम-239)। जब एक रासायनिक प्रतीक का उपयोग किया जाता है, उदा। कार्बन के लिए C, मानक संकेतन (अब AZE संकेतन के रूप में जाना जाता है क्योंकि A द्रव्यमान संख्या है, Z परमाणु संख्या है, और रासायनिक तत्व के लिए E) द्रव्यमान संख्या (न्यूक्लिऑन की संख्या) को ऊपरी बाईं ओर एक ऊपर की ओर लिखा हुआ के साथ दर्शाना है। रासायनिक प्रतीक और नीचे बाईं ओर एक नीचे की लिखावट के साथ परमाणु संख्या को दर्शाने के लिए (उदा। ³
₂He
, ⁴
₂He
, ¹²
₆C
, ¹⁴
₆C
, ²³⁵
₉₂U
, तथा ²³⁹
₉₂U
). परमाणु संख्या तत्व प्रतीक द्वारा दी जाती है, इसलिए ऊपर की ओर की लिखावट में केवल द्रव्यमान संख्या बताना और परमाणु संख्या नीचे की लिखावट को छोड़ देना सामान्य बात है (उदा। ³
He
, ⁴
He
, ¹²
C
, ¹⁴
C
, ²³⁵
U
, तथा ²³⁹
U
) उदाहरण के लिए, परमाणु आइसोमर, एक मेटास्टेबल या ऊर्जावान रूप से उत्साहित परमाणु अवस्थाओ (न्यूनतम-ऊर्जा जमीन राज्य के विपरीत) को दर्शाने के लिए अक्षर M को कभी-कभी द्रव्यमान संख्या के बाद जोड़ा जाता है। उदाहरण के लिए ^180m
₇₃Ta
(टैंटलम-180 मी)।

AZE संकेतन का सामान्य उच्चारण इससे भिन्न है कि इसे कैसे लिखा जाता है: सामान्यतः ⁴
₂He
चार-दो-हीलियम के अतिरिक्त हीलियम-चार के रूप में उच्चारित किया जाता है, और ²³⁵
₉₂U
235-92-यूरेनियम के अतिरिक्त यूरेनियम दो-पैंतीस (अमेरिकी अंग्रेजी) या यूरेनियम-दो-तीन-पांच (ब्रिटिश) के रूप में उच्चारित किया जाता है।

रेडियोधर्मी , आदिम और स्थिर समस्थानिक

कुछ समस्थानिक/न्यूक्लाइड रेडियोधर्मी होते हैं, और इसलिए उन्हें रेडियोसमस्थानिक या रेडियोन्यूक्लाइड के रूप में संदर्भित किया जाता है, जबकि अन्य को कभी भी रेडियोधर्मी रूप से क्षय होते नहीं देखा गया है और उन्हें स्थिर समस्थानिक या स्थिर न्यूक्लाइड कहा जाता है। उदाहरण के लिए, ¹⁴
C
कार्बन का एक रेडियोधर्मी रूप है, जबकि ¹²
C
तथा ¹³
C
स्थिर समस्थानिक हैं। पृथ्वी पर लगभग 339 प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले न्यूक्लाइड हैं, जिनमें से 286 आदिम न्यूक्लाइड हैं, जिसका अर्थ है कि वे सौर मंडल के गठन के बाद से अस्तित्व में हैं।

प्रारम्भिक न्यूक्लाइड्स में में 35 न्यूक्लाइड सम्मालित हैं जिनमें बहुत लंबा (100 मिलियन वर्ष से अधिक) आधा जीवन और 251 हैं जिन्हें औपचारिक रूप से स्थिर न्यूक्लाइड माना जाता है, क्योंकि उन्हें क्षय होते नहीं देखा गया है। ज्यादातर स्थितियो में, स्पष्ट कारणों से, यदि किसी तत्व में स्थिर समस्थानिक हैं, तो वे समस्थानिक पृथ्वी और सौर मंडल में पाए जाने वाले मौलिक स्थितियो में प्रबल होते हैं। लेकिन, तीन तत्वों (टेल्यूरियम, ईण्डीयुम और रेनीयाम ) के स्थितियो में प्रकृति में पाया जाने वाला सबसे प्रचुर समस्थानिक वास्तव में तत्व का एक (या दो) अत्यंत लंबे समय तक रहने वाला रेडियो समस्थानिक है, इन तत्वों के एक या अधिक स्थिर समस्थानिक होने के बावजूद ।लों

सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि कई स्पष्ट रूप से स्थिर समस्थानिक/न्यूक्लाइड रेडियोधर्मी हैं, बहुत लंबे आधे जीवन के साथ (प्रोटॉन क्षय की संभावना को छूट देते हुए, जो सभी न्यूक्लाइड को अंततः अस्थिर बना देगा)। सिद्धांत में कुछ स्थिर न्यूक्लाइड क्षय के अन्य ज्ञात रूपों के लिए ऊर्जावान रूप से अतिसंवेदनशील होते हैं, जैसे कि अल्फा क्षय या डबल बीटा क्षय, लेकिन अभी तक कोई क्षय उत्पाद नहीं देखा गया है, और इसलिए इन समस्थानिकों को अवलोकन रूप से स्थिर कहा जाता है। इन न्यूक्लाइड के लिए अनुमानित आधा जीवन अधिकांशतः ब्रह्मांड की अनुमानित आयु से बहुत अधिक होता है, और वास्तव में, 31 ज्ञात रेडियोन्यूक्लाइड (प्रारम्भिक न्यूक्लाइड देखें) भी हैं ब्रह्मांड की आयु से आधे जीवन से अधिक लंबे हैं।

कृत्रिम रूप से बनाए गए रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड में जोड़ने पर, वर्तमान में 3,339 ज्ञात न्यूक्लाइड न्यूक्लाइड हैं। इनमें 905 न्यूक्लाइड सम्मालित हैं जो या तो स्थिर हैं या जिनका आधा जीवन 60 मिनट से अधिक है। विवरण के लिए न्यूक्लाइड की सूची देखें।

इतिहास

रेडियोधर्मी समस्थानिक

समस्थानिक के अस्तित्व का सुझाव पहली बार 1913 में रेडियो रसायन शास्त्र फ्रेडरिक सोडी द्वारा दिया गया था, जो रेडियोधर्मी क्षय श्रृंखला के अध्ययन पर आधारित था, जिसमें यूरेनियम और सीसा के बीच लगभग 40 विभिन्न प्रजातियों को रेडियोलेमेंट्स (यानी रेडियोधर्मी तत्व) के रूप में संदर्भित किया गया था, लेकिन आवर्त सारणी में केवल 11 तत्वों के लिए अनुमति दी गई थी जिसमे सीसा और यूरेनियम के बीच के तत्व सम्मालित हैं।

इन नए रेडियो तत्वों को रासायनिक रूप से अलग करने के कई प्रयास विफल हो गए थे। उदाहरण के लिए, सोड्डी ने 1910 में दिखाया था कि मेसोथोरियम (बाद में दिखाया गया था) ^228RA), रेडियम (^226RA, सबसे लंबे समय तक रहने वाला समस्थानिक), और रेडियम के समस्थानिक (²²⁴Ra) को अलग करना असंभव है। आवर्त सारणी में रेडियो तत्वों को रखने के प्रयासों ने सोड्डी और काज़िमिर्ज़ फ़ाइनेस को स्वतंत्र रूप से 1913 में फ़जान और सोडी के अपने रेडियोधर्मी विस्थापन कानून का प्रस्ताव देने के लिए प्रेरित किया, इस प्रभाव के लिए कि अल्फा क्षय ने आवर्त सारणी में बाईं ओर दो स्थानों पर एक तत्व का उत्पादन किया, जबकि बीटा क्षय उत्सर्जन ने एक तत्व को एक स्थान दाईं ओर उत्पन्न किया। सोडी ने माना कि दो बीटा कणों के बाद एक अल्फा कण के उत्सर्जन से रासायनिक रूप से प्रारंभिक तत्व के समान एक तत्व का निर्माण हुआ, लेकिन एक द्रव्यमान के साथ चार इकाई हल्का और विभिन्न रेडियोधर्मी गुणों के साथ।

सोड्डी ने प्रस्तावित किया कि कई प्रकार के परमाणु (रेडियोधर्मी गुणों में भिन्न) तालिका में एक ही स्थान पर कब्जा कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, यूरेनियम-235 का अल्फा-क्षय थोरियम-231 बनाता है, जबकि एक्टिनियम-230 का बीटा क्षय थोरियम-230 बनाता है। ग्रीक में समस्थानिक शब्द का अर्थ एक ही स्थान पर होता है , मार्गरेट टॉड (डॉक्टर), एक स्कॉटिश चिकित्सक और पारिवारिक मित्र द्वारा सोडी को एक बातचीत के दौरान सुझाव दिया गया था जिसमें उन्होंने उसे अपने विचार समझाए थे। उन्हें समस्थानिक पर अपने काम के लिए रसायन विज्ञान में 1921 का नोबेल पुरस्कार मिला।

जे जे थॉमसन की फोटोग्राफिक प्लेट के निचले दाएं कोने में नीयन के दो समस्थानिकों के लिए अलग-अलग प्रभाव चिह्न हैं: नियॉन -20 और नियॉन -22।

1914 में टी डब्ल्यू रिचर्ड्स ने विभिन्न खनिज स्रोतों से सीसा के परमाणु भार के बीच भिन्नता पाई, जो विभिन्न रेडियोधर्मी उत्पत्ति के कारण समस्थानिक संरचना में भिन्नता के कारण है।

स्थिर समस्थानिक

एक स्थिर (गैर-रेडियोधर्मी) तत्व के कई समस्थानिकों के लिए पहला साक्ष्य जे जे थॉमसन द्वारा 1912 में कैनाल किरणों (सकारात्मक आयनों) की संरचना में उनकी खोज के हिस्से के रूप में पाया गया था। थॉमसन ने समानांतर चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों के माध्यम से नियॉन आयनों की धाराओं को प्रसारित किया, उनके पथ में एक फोटोग्राफिक प्लेट रखकर उनके विक्षेपण को मापा, और एक विधि का उपयोग करके उनके द्रव्यमान को चार्ज करने के अनुपात की गणना की जिसे थॉमसन की परवलय विधि के रूप में जाना जाने लगा। प्रत्येक धारा ने प्लेट पर एक चमकदार पैच बनाया जिस बिंदु पर वह मारा गया था। थॉमसन ने फोटोग्राफिक प्लेट पर प्रकाश के दो अलग-अलग परवलयिक पैच देखे (छवि देखें), जिसने विभिन्न द्रव्यमानों के साथ नाभिक की दो प्रजातियों को आवेश अनुपात का सुझाव दिया।

एफ डब्ल्यू एस्टन ने बाद में एक मास स्पेक्ट्रोग्राफ का उपयोग करके कई तत्वों के लिए कई स्थिर समस्थानिकों की खोज की। 1919 में एस्टन ने पर्याप्त समाधान (मास स्पेक्ट्रोमेट्री) के साथ नियॉन का अध्ययन किया ताकि यह दिखाया जा सके कि दो समस्थानिक द्रव्यमान पूर्णांक 20 और 22 के बहुत करीब हैं और न ही नियॉन गैस के ज्ञात मोलर द्रव्यमान (20.2) के बराबर है। यह समस्थानिक द्रव्यमान के लिए एस्टन के पूर्ण संख्या नियम का एक उदाहरण है, जिसमें कहा गया है कि पूर्णांक से मौलिक मोलर द्रव्यमान का बडा विचलन मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण हैं कि तत्व समस्थानिकों का मिश्रण है। एस्टन ने इसी तरह 1920 में दिखाया कि क्लोरीन का मोलर द्रव्यमान (35.45) दो समस्थानिकों ³⁵Cl और ³⁷Cl के लगभग अभिन्न द्रव्यमान का भारित औसत है।.

समस्थानिकों के बीच गुणों में भिन्नता

रासायनिक और आणविक गुण

एक उदासीन परमाणु में प्रोटॉन के समान इलेक्ट्रॉनों की संख्या होती है। इस प्रकार किसी दिए गए तत्व के विभिन्न समस्थानिकों में इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है और समान इलेक्ट्रॉनिक संरचना साझा करते हैं। क्यूकि किसी परमाणु का रासायनिक व्यवहार काफी हद तक उसकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना से निर्धारित होता है, विभिन्न समस्थानिक लगभग समान रासायनिक व्यवहार प्रदर्शित करते हैं।

इसका मुख्य अपवाद गतिज समस्थानिक प्रभाव है: उनके बड़े द्रव्यमान के कारण, भारी समस्थानिक एक ही तत्व के हल्के समस्थानिकों की तुलना में कुछ अधिक धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करते हैं। यह अब तक प्रोटियम (¹
H
), ड्यूटेरियम (²
H
), और ट्रिटियम (³
H
), क्योंकि ड्यूटेरियम में प्रोटियम का द्रव्यमान दोगुना होता है और ट्रिटियम में प्रोटियम के द्रव्यमान का तीन गुना होता हैहाइड्रोजन-1 -1 के लिए सबसे अधिक स्पष्ट है।ये द्रव्यमान अंतर परमाणु प्रणालियों के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र (कम द्रव्यमान) को बदलकर, उनके संबंधित रासायनिक बंधनों के व्यवहार को भी प्रभावित करते हैं।, चूँकि, भारी तत्वों के लिए, समस्थानिकों के बीच सापेक्ष द्रव्यमान अंतर बहुत कम होता है, क्युकि रसायन विज्ञान पर द्रव्यमान-अंतर प्रभाव सामान्यतः नगण्य हो। (भारी तत्वों में हल्के तत्वों की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक न्यूट्रॉन होते हैं, इसलिए परमाणु द्रव्यमान का सामूहिक इलेक्ट्रॉनिक द्रव्यमान का अनुपात थोड़ा अधिक होता है।) एक संतुलन स्थिरांक भी होता है एक समस्थानिक प्रतिस्थापन का प्रभाव भी है।

समस्थानिक आधा जीवन। Z = प्रोटॉनों की संख्या। एन = न्यूट्रॉन की संख्या। स्थिर समस्थानिकों का प्लॉट रेखा Z = N से विचलन करता है क्योंकि तत्व संख्या Z बड़ा हो जाता है

इसी तरह, दो अणु जो केवल अपने परमाणुओं (समस्थानिकोलॉग्स) के समस्थानिको में भिन्न होते हैं, उनमें समान इलेक्ट्रॉनिक संरचनाएं होती हैं, और इसलिए लगभग अविभेद्य भौतिक और रासायनिक गुण (फिर से ड्यूटेरियम और ट्रिटियम प्रारम्भिक अपवाद हैं) एक अणु के कंपन मोड उसके आकार और उसके घटक परमाणुओं के द्रव्यमान से निर्धारित होते हैं; इसलिए अलग-अलग समस्थानिकों में कंपन मोड के अलग-अलग समूह होते हैं। चूंकि कंपन मोड एक अणु को संबंधित ऊर्जा के फोटॉन को अवशोषित करने की अनुमति देते हैं, इसलिए समस्थानिकोलॉग्स में अवरक्त रेंज में विभिन्न प्रकाशिकी गुण होते हैं।

परमाणु गुण और स्थिरता

See also: स्थिर न्यूक्लाइड, स्थिर समस्थानिक अनुपात, न्यूक्लाइड की तालिका, and समस्थानिक की स्थिरता से तत्वों की सूची

परमाणु नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन अवशिष्ट मजबूत बल द्वारा एक साथ बंधे होते हैं। क्योंकि प्रोटॉन धनावेशित होते हैं, वे एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। न्यूट्रॉन, जो विद्युत रूप से उदासीन होते हैं, नाभिक को दो तरह से स्थिर करते हैं। उनका सहसंयोजन प्रोटॉन को थोड़ा अलग करता है, प्रोटॉन के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण को कम करता है, और वे एक दूसरे पर और प्रोटॉन पर आकर्षक परमाणु बल लगाते हैं। इस कारण से, दो या दो से अधिक प्रोटॉनों को एक नाभिक में बाँधने के लिए एक या एक से अधिक न्यूट्रॉन की आवश्यकता होती है। जैसे-जैसे प्रोटॉन की संख्या बढ़ती है, वैसे-वैसे एक स्थिर नाभिक सुनिश्चित करने के लिए न्यूट्रॉन से प्रोटॉन का अनुपात आवश्यक होता है (दाईं ओर ग्राफ देखें)। उदाहरण के लिए, लेकिन न्यूट्रॉन: प्रोटॉन अनुपात ³
₂He
1:2 है, न्यूट्रॉन:प्रोटॉन अनुपात ²³⁸
₉₂U
3:2 से बड़ा है। कई हल्के तत्वों में स्थिर न्यूक्लाइड होते हैं जिनका अनुपात 1:1 (Z = N) होता है। न्यूक्लाइड ⁴⁰
₂₀Ca
(कैल्शियम -40) न्यूट्रॉन और प्रोटॉन की समान संख्या के साथ सबसे भारी स्थिर न्यूक्लाइड है। कैल्शियम -40 से भारी सभी स्थिर न्यूक्लाइड में प्रोटॉन की तुलना में अधिक न्यूट्रॉन होते हैं।

प्रति तत्व समस्थानिकों की संख्या

एक स्थिर समस्थानिक वाले 80 तत्वों में से, किसी भी तत्व के लिए देखे गए स्थिर समस्थानिकों की सबसे बड़ी संख्या 10 (तत्व टिन के लिए) है। किसी भी तत्व में 9 या 8 स्थिर समस्थानिक नहीं होते हैं। 5 तत्वों में सात स्थिर समस्थानिक होते हैं, 8 में 6 स्थिर समस्थानिक होते हैं, 10 में 5 स्थिर समस्थानिक होते हैं, 9 में 4 स्थिर समस्थानिक होते हैं, 5 में 3 स्थिर समस्थानिक होते हैं, 16 में 2 स्थिर समस्थानिक होते हैं। (^180m
₇₃Ta
स्थिर के रूप में गिनती ), और 26 तत्वों में केवल एक स्थिर समस्थानिक होता है (इनमें से, 19 तथाकथित मोनोन्यूक्लिडिक तत्व होते हैं, जिनमें एक एकल आदिम स्थिर समस्थानिक होता है जो उच्च परिशुद्धता के लिए प्राकृतिक तत्व के परमाणु भार पर हावी होता है और ठीक करता है; 3 रेडियोधर्मी मोनोन्यूक्लिडिक तत्व भी होता है)। कुल मिलाकर, 252 न्यूक्लाइड हैं जिनका क्षय नहीं हुआ है। एक या अधिक स्थिर समस्थानिक वाले 80 तत्वों के लिए, स्थिर समस्थानिकों की औसत संख्या प्रति तत्व 252/80 = 3.15 समस्थानिक है।

सम और विषम न्यूक्लियॉन संख्याएं

Main article: सम और विषम परमाणु नाभिक

सम/विषम Z, N (¹
H
जैसा OE)

p, n	EE	OO	EO	OE	Total
स्थिर	146	5	53	48	252
दीर्घायु	22	4	3	5	34
सारे आदिम	168	9	56	53	286

प्रोटॉन: न्यूट्रॉन अनुपात परमाणु स्थिरता को प्रभावित करने वाला एकमात्र कारक नहीं है। यह इसके परमाणु क्रमांक Z, न्यूट्रॉन संख्या N की समता या विषमता पर भी निर्भर करता है और परिणामस्वरूप, उनके योग के द्रव्यमान संख्या A पर निर्भर करता है। Z और N दोनों की विषमता परमाणु बंधन ऊर्जा को कम करती है, जिससे विषम नाभिक बनते हैं, सामान्यतः, कम स्थिर पड़ोसी नाभिक के बीच परमाणु बाध्यकारी ऊर्जा के इस उल्लेखनीय अंतर विशेष रूप से विषम-ए समभारिक (न्यूक्लाइड) के महत्वपूर्ण परिणाम हैं: बीटा क्षय (पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन सहित), इलेक्ट्रॉन कब्जा , या अन्य कम सामान्य क्षय द्वारा न्यूट्रॉन या प्रोटॉन क्षय की गैर-इष्टतम संख्या में के साथ अस्थिर समस्थानिकसहज विखंडन औरक्लस्टर क्षय जैसे मोड।

अधिकांश स्थिर न्यूक्लाइड सम-प्रोटॉन-सम-न्यूट्रॉन हैं, जहाँ सभी संख्याएँ Z, N और A सम हैं। विषम-ए स्थिर न्यूक्लाइड (लगभग समान रूप से) विषम-प्रोटॉन-सम-न्यूट्रॉन और सम -प्रोटॉन-विषम-न्यूट्रॉन न्यूक्लाइड में विभाजित होते हैं। स्थिर विषम-प्रोटॉन-विषम-न्यूट्रॉन नाभिक सबसे कम सामान्य हैं।

यहां तक ​​कि परमाणु क्रमांक

146 सम-प्रोटॉन, सम-न्यूट्रॉन (ईई) न्यूक्लाइड में सभी स्थिर न्यूक्लाइड का ~ 58% सम्मालित होता है और युग्मन के कारण सभी में घुर्णन (भौतिकी) 0 होता है। 24 आदिम दीर्घजीवी सम-सम न्यूक्लाइड भी हैं। परिणामस्वरूप, 2 से 82 तक के 41 सम-संख्या वाले तत्वों में से प्रत्येक में समस्थानिक की स्थिरता द्वारा तत्वों की सूची है, और इनमें से अधिकांश तत्वों में कई प्रारम्भिक समस्थानिक हैं। इन सम-संख्या वाले तत्वों में से आधे में छह या अधिक स्थिर समस्थानिक होते हैं। 2 प्रोटॉन और 2 न्यूट्रॉन की जोड़ी के कारण हीलियम-4 दोहरे अर्ध-अनुभवजन्य द्रव्यमान सूत्र के कारण की अत्यधिक स्थिरता अवधि 5 युक्त वाले किसी भी न्यूक्लाइड को रोकती है (⁵
₂He
, ⁵
₃Li
) या आठ (⁸
₄Be
) तारों में परमाणु संलयन के माध्यम से भारी तत्वों के निर्माण के लिए प्लेटफॉर्म के रूप में काम करने के लिए लंबे समय तक सम्मालित न्यूक्लियॉन (ट्रिपल अल्फा प्रक्रिया देखें)।

सम-विषम दीर्घजीवी

	क्षय	आधा जीवन
113 48Cd	बीटा	7.7×1015 a
147 62Sm	अल्फ़ा	1.06×1011 a
235 92U	अल्फ़ा	7.04×108 a

53 स्थिर न्यूक्लाइड में प्रोटॉन की एक सम संख्या और विषम संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं। सम-सम समस्थानिकों की तुलना में वे अल्पसंख्यक हैं, जो लगभग 3 गुना अधिक हैं। स्थिर न्यूक्लाइड वाले 41 सम-जेड तत्वों में से केवल दो तत्वों (आर्गन और सेरियम) में कोई सम-विषम स्थिर न्यूक्लाइड नहीं है। एक तत्व (टिन) में तीन होते हैं। ऐसे 24 तत्व हैं जिनमें एक सम-विषम न्यूक्लाइड है और 13 में दो सम-विषम न्यूक्लाइड हैं। 35 प्रारम्भिक रेडियोन्यूक्लाइड में से चार सम-विषम न्यूक्लाइड (दाईं ओर तालिका देखें) सम्मालित हैं, जिसमें ²³⁵
₉₂U
.विखंडनीय भी सम्मालित है उनकी विषम न्यूट्रॉन संख्याओं के कारण, सम-विषम न्यूक्लाइड में न्यूट्रॉन-युग्मन प्रभावों से उत्पन्न ऊर्जा के कारण बड़े न्यूट्रॉन प्रग्रहण परिक्षेत्र हैं। ये स्थिर सम-प्रोटॉन विषम-न्यूट्रॉन न्यूक्लाइड प्रकृति में स्थितियो से असामान्य होते हैं, सामान्यतः क्योंकि, प्रारम्भिक स्थितियो में बनने और प्रवेश करने के लिए,उन्हें न्यूट्रॉन पर कब्जा करने से बचना चाहिए फिर भी दोनों S के दौरान अन्य स्थिर सम-सम-समस्थानिक बनाने के लिए तारो में न्यूक्लियोसिंथेसिस के दौरान न्यूट्रॉन प्रग्रहण की प्रक्रिया और r-प्रक्रिया इस कारण मात्र से ¹⁹⁵
₇₈Pt
तथा ⁹
₄Be
उनके तत्व के सबसे स्वाभाविक रूप से प्रचुर मात्रा में समस्थानिक हैं।

विषम परमाणु क्रमांक

48 स्थिर विषम-प्रोटॉन-सम-न्यूट्रॉन न्यूक्लाइड, उनके युग्मित न्यूट्रॉन द्वारा स्थिर, विषम-संख्या वाले तत्वों के अधिकांश स्थिर समस्थानिक बनाते हैं; बहुत कम विषम-प्रोटॉन-विषम-न्यूट्रॉन न्यूक्लाइड में अन्य सम्मालित हैं। Z = 1 से 81 के साथ 41 विषम संख्या वाले तत्व हैं, जिनमें से 39 में स्थिर समस्थानिक हैं (तत्व टेक्नेटियम (तत्व)
₄₃Tc
) और पक्का वादा (
₆₁Pm
) कोई स्थिर समस्थानिक नहीं है)। इन 39 विषम Z तत्वों में से 30 तत्व (हाइड्रोजन -1 सहित जहां 0 न्यूट्रॉन शून्य की समता है) में एक स्थिर सम-सम समस्थानिक और 9 तत्व हैं:

क्लोरीन (
₁₇Cl
),

पोटैशियम (
₁₉K
),

ताँबा (
₂₉Cu
),

गैलियम (
₃₁Ga
),

ब्रोमिन (
₃₅Br
),

चांदी (
₄₇Ag
),

सुरमा (
₅₁Sb
),

इरिडियम (
₇₇Ir
),

थैलियम (
₈₁Tl
),

दो विषम-सम स्थिर समस्थानिक हैं। यह कुल 30 + 2(9) = 48 स्थिर विषम सम समस्थानिक बनाता है।

5 आदिम दीर्घजीवी रेडियोधर्मी सम-सम समस्थानिक भी हैं, ⁸⁷
₃₇Rb
, ¹¹⁵
₄₉In
, ¹⁸⁷
₇₅Re
, ¹⁵¹
₆₃Eu
, तथा ²⁰⁹
₈₃Bi
. पिछले दो केवल हाल ही में 10¹⁸ वर्षो से अधिक आधा जीवन के साथ क्षय के लिए पाए गए थे,

केवल पांच स्थिर न्यूक्लाइड में विषम संख्या में प्रोटॉन और विषम संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं। पहले चार विषम-विषम न्यूक्लाइड कम द्रव्यमान वाले न्यूक्लाइड में होते हैं, जिसके लिए एक प्रोटॉन को न्यूट्रॉन या इसके विपरीत बदलने से एक बहुत ही एकतरफा प्रोटॉन-न्यूट्रॉन अनुपात (²
₁H
, ⁶
₃Li
, ¹⁰
₅B
, तथा ¹⁴
₇N
; घूर्णन 1, 1, 3, 1) हो जाएगा। एकमात्र अन्य पूरी तरह से स्थिर विषम-विषम न्यूक्लाइड, ^180m
₇₃Ta
(घूर्णन 9), 252 स्थिर समस्थानिकों में सबसे दुर्लभ माना जाता है, और यह एकमात्र प्रारम्भिक परमाणु समावयवी है, जिसे प्रायोगिक प्रयासों के बावजूद अभी तक क्षय में नहीं देखा गया है।

कई विषम-विषम रेडियोन्यूक्लाइड (जैसे टैंटलम-180) तुलनात्मक रूप से कम आधे जीवन के साथ जाने जाते हैं। सामान्यतः, वे अपने आस-पास सम-सम समस्थानिक (न्यूक्लाइड) तक बीटा-क्षय करते हैं, जिसमें प्रोटॉन और युग्मित न्यूट्रॉन होते हैं। 9 आदिम विषम-विषम न्यूक्लाइड्स में से (5 स्थिर और 4 रेडियोधर्मी लंबे आधे जीवन के साथ), केवल ¹⁴
₇N
एक सामान्य तत्व का सबसे आम समस्थानिक है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह CNO चक्र का हिस्सा है। न्यूक्लाइड्स ⁶
₃Li
तथा ¹⁰
₅B
तत्वों के अल्पसंख्यक समस्थानिक हैं जो अन्य प्रकाश तत्वों की तुलना में स्वयं दुर्लभ हैं, जबकि अन्य छह समस्थानिक अपने तत्वों की प्राकृतिक स्थितियो का केवल एक छोटा प्रतिशत बनाते हैं।

विषम न्यूट्रॉन संख्या

न्यूट्रॉन संख्या समता (¹
H
सम के रूप में )

N	सम	विषम
स्थिर	194	58
दीर्घायु	27	7
सारे आदिम	221	65

विषम न्यूट्रॉन संख्या वाले एक्टिनाइड सामान्यतः विखंडनीय (थर्मल न्यूट्रॉन के साथ) होते हैं, जबकि न्यूट्रॉन संख्या वाले एक्टिनाइड्स सामान्यतः नहीं होते हैं, चूँकि वे तेज न्यूट्रॉन के साथ विखंडनीय होते हैं। सभी अवलोकनीय रूप से स्थिर विषम-विषम न्यूक्लाइड में गैर-शून्य पूर्णांक घूर्णन होता है। इसका कारण यह है कि एकल अयुग्मित न्यूट्रॉन और अयुग्मित प्रोटॉन में एक दूसरे के लिए एक बड़ा परमाणु बल आकर्षण होता है यदि उनके घूर्णन संरेखित होते हैं (कम से कम 1 इकाई के कुल घूर्णन का उत्पादन करते हैं), तो गठबंधन विरोधी के अतिरिक्त इस परमाणु व्यवहार के सबसे सरल स्थितियो के लिए ड्यूटेरियम देखें।

सिर्फ़ ¹⁹⁵
₇₈Pt
, ⁹
₄Be
, तथा ¹⁴
₇N
उनके पास विषम न्यूट्रॉन संख्या है और वे अपने तत्व का सबसे स्वाभाविक रूप से प्रचुर मात्रा में समस्थानिक हैं।

प्रकृति में घटना

See also: रासायनिक तत्वों की अधिकता

तत्व या तो एक न्यूक्लाइड (मोनोन्यूक्लिडिक तत्व) से बने होते हैं, या एक से अधिक प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिकों से बने होते हैं। अस्थिर (रेडियोधर्मी) समस्थानिक या तो प्रारम्भिक न्यूक्लाइड या पोस्ट प्रारंभिक होते हैं। प्रारम्भिक समस्थानिक तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस या अन्य प्रकार के न्यूक्लियोसिंथेसिस जैसे ब्रह्मांड किरण स्पालन का एक उत्पाद थे, और वर्तमान में बने हुए हैं क्योंकि उनके क्षय की दर इतनी धीमी है (जैसे यूरेनियम -238 और पोटेशियम -40)। पोस्ट-प्रारम्भिक समस्थानिक ब्रहमांड किरण बमबारी द्वारा ब्रह्मांडीय न्यूक्लाइड (जैसे, ट्रिटियम, कार्बन -14) के रूप में बनाए गए थे, या रेडियोधर्मी प्रारम्भिक समस्थानिक के रेडियोधर्मी रेडियोजेनिक न्यूक्लाइड बेटी (जैसे यूरेनियम से रेडियम) के क्षय द्वारा बनाए गए थे। कुछ समस्थानिकों को प्राकृतिक रूप से न्यूक्लियोजेनिक न्यूक्लाइड के रूप में संश्लेषित किया जाता है, कुछ अन्य प्राकृतिक परमाणु प्रतिक्रिया द्वारा, जैसे कि जब प्राकृतिक परमाणु विखंडन से न्यूट्रॉन दूसरे परमाणु द्वारा अवशोषित होते हैं।

जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, केवल 80 तत्वों में कोई स्थिर समस्थानिक होता है, और इनमें से 26 में केवल एक स्थिर समस्थानिक होता है। इस प्रकार, लगभग दो-तिहाई स्थिर तत्व पृथ्वी पर प्राकृतिक रूप से कई स्थिर समस्थानिकों में पाए जाते हैं, एक तत्व के लिए सबसे अधिक स्थिर समस्थानिकों की संख्या 10 होती है, टिन के लिए (
₅₀Sn
) पृथ्वी पर लगभग 94 तत्व([[ प्लूटोनियम -244 ]] सहित) प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं , चूँकि कुछ केवल बहुत कम मात्रा में पाए जाते हैं, जैसे कि प्लूटोनियम -244। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि पृथ्वी पर प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले तत्व (कुछ केवल रेडियो समस्थानिक के रूप में) कुल मिलाकर 339 समस्थानिक (न्यूक्लाइड) के रूप में होते हैं। इनमें से केवल 252 प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले न्यूक्लाइड इस अर्थ में स्थिर हैं कि वर्तमान समय में कभी भी क्षय नहीं हुआ है। एक अतिरिक्त 34 प्रारम्भिक न्यूक्लाइड (कुल 286 प्रारम्भिक न्यूक्लाइड), ज्ञात अर्ध-जीवन के साथ रेडियोधर्मी हैं, लेकिन 100 मिलियन वर्षों से अधिक लंबे हैं, जो उन्हें सौर मंडल की प्रारंभ से सम्मालित रहने की अनुमति देते हैं। विवरण के लिए न्यूक्लाइड की सूची देखें।

सभी ज्ञात स्थिर न्यूक्लाइड पृथ्वी पर प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं; अन्य प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले न्यूक्लाइड रेडियोधर्मी होते हैं लेकिन पृथ्वी पर उनके अपेक्षाकृत लंबे आधे जीवन के कारण, या फिर चल रहे प्राकृतिक उत्पादन के अन्य साधनों के कारण होते हैं। इनमें उपर्युक्त कॉस्मोजेनिक न्यूक्लाइड, न्यूक्लियोजेनिक न्यूक्लाइड, और यूरेनियम से रेडॉन और रेडियम जैसे प्रारम्भिक रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड के चल रहे क्षय से बनने वाले किसी भी रेडियम-धर्मी न्यूक्लाइड सम्मालित हैं।

परमाणु रिएक्टरों और कण त्वरक में प्रकृति में नहीं पाए जाने वाले अतिरिक्त ~ 3000 रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड बनाए गए हैं। पृथ्वी पर स्वाभाविक रूप से नहीं पाए जाने वाले कई अल्पकालिक न्यूक्लाइड भी स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण द्वारा देखे गए हैं, जो स्वाभाविक रूप से सितारों या सुपरनोवा में बनाए गए हैं। एक उदाहरण एल्युमिनियम-26 है, जो प्राकृतिक रूप से पृथ्वी पर नहीं पाया जाता है बल्कि खगोलीय पैमाने पर स्थितियो में पाया जाता है।

तत्वों के सारणीबद्ध परमाणु द्रव्यमान औसत होते हैं जो विभिन्न द्रव्यमान वाले कई समस्थानिकों की उपस्थिति के लिए जिम्मेदार होते हैं। समस्थानिकों की खोज से पहले, परमाणु द्रव्यमान के अनुभवजन्य रूप से निर्धारित गैर-पूर्णांक मूल्यों ने वैज्ञानिकों को भ्रमित कर दिया। उदाहरण के लिए, क्लोरीन के एक नमूने में 75.8% क्लोरीन -35 और 24.2% क्लोरीन -37 होता है, जो 35.5 परमाणु द्रव्यमान इकाइयों का औसत परमाणु द्रव्यमान देता है।

सामान्यतः स्वीकृत भौतिक ब्रह्मांड विज्ञान के अनुसार, केवल हाइड्रोजन और हीलियम के समस्थानिक, लिथियम और बेरिलियम के कुछ समस्थानिकों के निशान, और शायद कुछ बोरॉन, महा विस्फोट में बनाए गए थे, जबकि अन्य सभी न्यूक्लाइड बाद में सितारों और सुपरनोवा में संश्लेषित किए गए थे, और ब्रह्मांडीय किरणों जैसे ऊर्जावान कणों और पहले उत्पादित न्यूक्लाइड के बीच बातचीत। (समस्थानिक उत्पादन के लिए जिम्मेदार विभिन्न प्रक्रियाओं के विवरण के लिए न्यूक्लियोसिंथेसिस देखें।) पृथ्वी पर समस्थानिक की संबंधित स्थितियो इन प्रक्रियाओं द्वारा गठित मात्रा, आकाशगंगा के माध्यम से उनके प्रसार और अस्थिर समस्थानिक के क्षय की दर के परिणामस्वरूप होती है। सौर मंडल के प्रारंभिक सहसंयोजन के बाद, समस्थानिकों को द्रव्यमान के अनुसार पुनर्वितरित किया गया था, और तत्वों की समस्थानिक संरचना एक ग्रह से दूसरे ग्रह में थोड़ी भिन्न होती है। इससे कभी-कभी उल्कापिंडों की उत्पत्ति का पता लगाना संभव हो जाता है।

समस्थानिकों का परमाणु द्रव्यमान

परमाणु द्रव्यमान (M_r) एक समस्थानिक (न्यूक्लाइड) का निर्धारण मुख्य रूप से इसकी द्रव्यमान संख्या (अर्थात इसके नाभिक में नाभिकों की संख्या) द्वारा किया जाता है। छोटे सुधार नाभिक की बाध्यकारी ऊर्जा (द्रव्यमान दोष देखें), प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बीच द्रव्यमान में मामूली अंतर और परमाणु से जुड़े इलेक्ट्रॉनों के द्रव्यमान के कारण होते हैं, क्योंकि बाद वाले इलेक्ट्रॉन: नाभिक अनुपात समस्थानिक के बीच भिन्नता होती है।

द्रव्यमान संख्या एक आयामहीन मात्रा है। दूसरी ओर, परमाणु द्रव्यमान को कार्बन-12 परमाणु के द्रव्यमान के आधार पर परमाणु द्रव्यमान इकाई का उपयोग करके मापा जाता है। इसे प्रतीकों "u" (एकीकृत परमाणु द्रव्यमान इकाई के लिए) या "Da"(जॉन डाल्टन के लिए) से दर्शाया जाता है।

किसी तत्व के प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले समस्थानिकों के परमाणु द्रव्यमान तत्व के मानक परमाणु भार को निर्धारित करते हैं। जब तत्व में N समस्थानिक होते हैं, तो नीचे दिए गए व्यंजक को औसत परमाणु द्रव्यमान ${\overline {m}}_{a}$के लिए लागू किया जाता है:

${\overline {m}}_{a}=m_{1}x_{1}+m_{2}x_{2}+...+m_{N}x_{N}$

जहां m₁, m₂, ..., m_N प्रत्येक समस्थानिक के परमाणु द्रव्यमान हैं, और x₁, ..., एक्स_N इन समस्थानिकों के सापेक्ष स्थितिय हैं।

समस्थानिक के अनुप्रयोग

समस्थानिक की शुद्धि

Main article: समस्थानिक पृथकन

कई अनुप्रयोग सम्मालित हैं जो किसी दिए गए तत्व के विभिन्न समस्थानिकों के गुणों का लाभ उठाते हैं। समस्थानिक पृथक्करण एक महत्वपूर्ण तकनीकी चुनौती है, विशेष रूप से यूरेनियम या प्लूटोनियम जैसे भारी तत्वों के साथ। लिथियम, कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन जैसे हल्के तत्वों को सामान्यतः उनके यौगिकों जैसे CO और NO के गैस प्रसार द्वारा अलग किया जाता है। हाइड्रोजन और ड्यूटेरियम का पृथक्करण असामान्य है क्योंकि यह भौतिक गुणों के अतिरिक्त रासायनिक पर आधारित है, उदाहरण के लिए गर्डलर सल्फाइड प्रक्रिया में। यूरेनियम समस्थानिकों को गैस प्रसार, गैस अपकेंद्रीकरण, लेजर आयनीकरण पृथक्करण, और (मैनहट्टन परियोजना में) एक प्रकार के उत्पादन जन स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा थोक में अलग किया गया है।

रासायनिक और जैविक गुणों का प्रयोग

Main articles: समस्थानिक भूरसायन, ब्रह्वमांड रसायन, and पुराजलवायु विज्ञान

• समस्थानिक विश्लेषण समस्थानिक हस्ताक्षर का निर्धारण है, किसी विशेष नमूने में दिए गए तत्व के समस्थानिकों की सापेक्ष स्थितियो । समस्थानिक विश्लेषण अधिकांशतः समस्थानिक अनुपात मास स्पेक्ट्रोमेट्री द्वारा किया जाता है। विशेष रूप से बायोजेनिक पदार्थ के लिए, C, N, और O के समस्थानिक के महत्वपूर्ण बदलाव हो सकते हैं। इस तरह की विविधताओं के विश्लेषण में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है, जैसे कि खाद्य उत्पादों में मिलावट का पता लगाना या समद्विबाहु का उपयोग करने वाले उत्पादों की भौगोलिक उत्पत्ति। मंगल ग्रह पर उत्पन्न होने वाले मंगल उल्कापिंड की पहचान उनमें निहित ट्रेस गैसों के समस्थानिक हस्ताक्षर पर आधारित है।
• गतिज समस्थानिक प्रभाव के माध्यम से रासायनिक प्रतिक्रिया के तंत्र को निर्धारित करने के लिए समस्थानिक प्रतिस्थापन का उपयोग किया जा सकता है।
• एक अन्य सामान्य अनुप्रयोग समस्थानिक लेबलिंग है, रासायनिक प्रतिक्रियाओं में ट्रेसर या मार्कर के रूप में असामान्य समस्थानिक का उपयोग। सामान्यतः, किसी दिए गए तत्व के परमाणु एक दूसरे से अप्रभेद्य होते हैं। चूँकि, विभिन्न द्रव्यमानों के समस्थानिकों का उपयोग करके, यहां तक ​​कि विभिन्न गैर-रेडियोधर्मी स्थिर समस्थानिको को मास स्पेक्ट्रोमेट्री या अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा अलग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, 'सेल कल्चर (एसआईएलएसी) में अमीनो अम्ल के साथ स्थिर समस्थानिक लेबलिंग' में प्रोटीन की मात्रा निर्धारित करने के लिए स्थिर समस्थानिक का उपयोग किया जाता है। यदि रेडियोधर्मी समस्थानिकों का उपयोग किया जाता है, तो उनके द्वारा उत्सर्जित विकिरण से उनका पता लगाया जा सकता है (इसे रेडियोसमस्थानिकिक लेबलिंग कहा जाता है)।
• समस्थानिक सामान्यतः समस्थानिक कमजोर पड़ने की विधि का उपयोग करके विभिन्न तत्वों या पदार्थों की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिससे समस्थानिक रूप से प्रतिस्थापित यौगिकों की ज्ञात मात्रा को नमूनों के साथ मिलाया जाता है और परिणामी मिश्रण के समस्थानिक हस्ताक्षर मास स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ निर्धारित किए जाते हैं।

परमाणु गुणों का प्रयोग

• रेडियोसमस्थानिकिक लेबलिंग के समान एक तकनीक रेडियोमेट्रिक डेटिंग है: एक अस्थिर तत्व के ज्ञात आधे जीवन का उपयोग करके, कोई उस समय की मात्रा की गणना कर सकता है जो समस्थानिक की ज्ञात एकाग्रता के अस्तित्व के बाद से बीत चुका है। सबसे व्यापक रूप से ज्ञात उदाहरण रेडियोकार्बन डेटिंग है जिसका उपयोग कार्बनयुक्त पदार्थों की आयु निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
• स्पेक्ट्रोस्कोपी के कई रूप रेडियोधर्मी और स्थिर दोनों विशिष्ट समस्थानिकों के अद्वितीय परमाणु गुणों पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग केवल गैर-शून्य परमाणु घूर्णन वाले समस्थानिकों के लिए किया जा सकता है। NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ उपयोग किए जाने वाले सबसे सामान्य ¹H, ²D, ¹⁵N, ¹³C, और ³¹P. न्यूक्लाइड हैं:
• मोसबाउर स्पेक्ट्रोस्कोपी भी विशिष्ट समस्थानिक के परमाणु संक्रमण पर निर्भर करता है, जैसे कि ⁵⁷Fe.
• रेडियोन्यूक्लाइड के भी महत्वपूर्ण उपयोग हैं। परमाणु ऊर्जा और परमाणु हथियारो के विकास के लिए अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में विशिष्ट समस्थानिकों की आवश्यकता होती है। परमाणु चिकित्सा और विकिरण कैंसर चिकित्सा निदान और उपचार के लिए क्रमशः रेडियोसमस्थानिक का उपयोग करते हैं।

यह भी देखें

• रासायनिक तत्वों की प्रचुरता *
• बैनब्रिज मास स्पेक्ट्रोमीटर
• जियोट्रेस
• समस्थानिक
• न्यूक्लाइड्स की सूची
• कणों की सूची
• जन स्पेक्ट्रोमेट्री
• स्थिर समस्थानिक विश्लेषण के लिए संदर्भ सामग्री
• न्यूक्लाइड्स की तालिका

बाहरी संबंध

• The Nuclear Science web portal Nucleonica
• The Karlsruhe Nuclide Chart
• National Nuclear Data Center Portal to large repository of free data and analysis programs from NNDC
• National Isotope Development Center Coordination and management of the production, availability, and distribution of isotopes, and reference information for the isotope community
• Isotope Development & Production for Research and Applications (IDPRA) U.S. Department of Energy program for isotope production and production research and development
• International Atomic Energy Agency Homepage of International Atomic Energy Agency (IAEA), an Agency of the United Nations (UN)
• Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements Static table, from NIST (National Institute of Standards and Technology)
• Atomgewichte, Zerfallsenergien und Halbwertszeiten aller Isotope
• Exploring the Table of the Isotopes at the LBNL
• Current isotope research and information isotope.info
• Emergency Preparedness and Response: Radioactive Isotopes by the CDC (Centers for Disease Control and Prevention)
• Chart of Nuclides Archived 2018-10-10 at the Wayback Machine Interactive Chart of Nuclides (National Nuclear Data Center)
• Interactive Chart of the nuclides, isotopes and Periodic Table
• The LIVEChart of Nuclides – IAEA with isotope data.
• Annotated bibliography for isotopes from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues
• The Valley of Stability (video) – a virtual "flight" through 3D representation of the nuclide chart, by CEA (France)