परिचय: समस्थानिक (Isotopes)
समस्थानिक एक ही तत्व के वे परमाणु होते हैं जिनके नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या समान होती है, लेकिन न्यूट्रॉनों की संख्या भिन्न होती है।
चूंकि प्रोटॉनों की संख्या (परमाणु क्रमांक) समान होती है, इसलिए समस्थानिकों के रासायनिक गुण समान होते हैं और वे आवर्त सारणी में एक ही स्थान पर रहते हैं। हालांकि, न्यूट्रॉनों की संख्या भिन्न होने के कारण उनकी द्रव्यमान संख्या और कुछ भौतिक गुण (जैसे घनत्व) भिन्न होते हैं।
समस्थानिकों के उदाहरण
- हाइड्रोजन के समस्थानिक:
- प्रोटियम (¹H): 1 प्रोटॉन, 0 न्यूट्रॉन
- ड्यूटेरियम (²H or D): 1 प्रोटॉन, 1 न्यूट्रॉन (भारी हाइड्रोजन)
- ट्राइटियम (³H or T): 1 प्रोटॉन, 2 न्यूट्रॉन (रेडियोधर्मी)
- कार्बन के समस्थानिक:
- कार्बन-12 (¹²C): 6 प्रोटॉन, 6 न्यूट्रॉन (सबसे आम)
- कार्बन-13 (¹³C): 6 प्रोटॉन, 7 न्यूट्रॉन
- कार्बन-14 (¹⁴C): 6 प्रोटॉन, 8 न्यूट्रॉन (रेडियोधर्मी)
समस्थानिकों के प्रमुख उपयोग
कई समस्थानिक, विशेष रूप से जो रेडियोधर्मी होते हैं, विज्ञान, चिकित्सा और उद्योग में बहुत उपयोगी होते हैं।
| समस्थानिक (Isotope) | रासायनिक प्रतीक | प्रमुख उपयोग |
|---|---|---|
| यूरेनियम-235 | ²³⁵U | परमाणु रिएक्टरों में ईंधन और परमाणु हथियारों में। |
| कोबाल्ट-60 | ⁶⁰Co | कैंसर के इलाज (रेडियोथेरेपी) और खाद्य पदार्थों के संरक्षण में। |
| आयोडीन-131 | ¹³¹I | थायरॉयड ग्रंथि के रोगों के निदान और उपचार में। |
| कार्बन-14 | ¹⁴C | कार्बन डेटिंग: जीवाश्मों और पुरातात्विक नमूनों की आयु निर्धारित करने में। |
| सोडियम-24 | ²⁴Na | रक्त परिसंचरण तंत्र में थक्कों का पता लगाने के लिए। |
| फॉस्फोरस-32 | ³²P | कृषि अनुसंधान में उर्वरकों के अवशोषण का अध्ययन करने के लिए। |
| आर्सेनिक-74 | ⁷⁴As | ट्यूमर का पता लगाने में। |
| आयरन-59 | ⁵⁹Fe | एनीमिया (रक्ताल्पता) के निदान में। |
| ड्यूटेरियम | ²H or D | नाभिकीय रिएक्टरों में मंदक के रूप में (भारी जल, D₂O)। |
| ट्राइटियम | ³H or T | जैविक और पर्यावरणीय अध्ययनों में ट्रेसर के रूप में। |
अभ्यास प्रश्न (MCQs)
1. जीवाश्मों की आयु निर्धारित करने के लिए किस समस्थानिक का उपयोग किया जाता है?
2. समस्थानिकों के रासायनिक गुण समान होते हैं क्योंकि उनमें समान संख्या में होते हैं:
3. घेंघा (Goitre) के इलाज में किस रेडियोधर्मी समस्थानिक का उपयोग होता है?
4. ³⁵Cl₁₇ और ³⁷Cl₁₇ के बारे में क्या सत्य है?
5. परमाणु रिएक्टर में मंदक के रूप में प्रयुक्त होने वाला हाइड्रोजन का समस्थानिक कौन सा है?