ما هي النظائر الكيميائية؟ وفوائدها في المجالات المختلفة

يتساءل الكثيرين عن ما هي النظائر الكيميائية؟ من المعروف أنها هي ذرات العنصر الكيميائي التي يكون لها نفس العدد الذري، وتختلف هذه العناصر في الكتلة الذرية بسبب اختلاف عدد النيوترونات، لا يوجد اختلاف في الخواص الكيميائية للذرة ونظيرها؛ لأن الخواص الكيميائية للذرة تعتمد على عدد البروتونات الموجودة داخل النواة، وهذا ما سوف نعرضه لكم بواسطة مفاهيم.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• ما هي النظائر الكيميائية؟
• طريقة كتابة النظائر الكيميائية
• اختلاف الخواص الكيميائية بين النظائر
• أنواع النظائر الكيميائية
• ما هي النظائر الكيميائية؟ وما هي استخداماتها
  • الأغراض الطبية التي يستخدم فيها النظائر المشعة
• طريقة علاج الأمراض بالنظائر المشعة
• من هو مكتشف النظائر الكيميائية؟

ما هي النظائر الكيميائية؟

• تم تعريف النظير الكيميائي على أنه من ضمن نوعين أو أكثر من عنصر كيميائي، يكون لهما نفس العدد الذري ونفس الموقع داخل جدول العناصر الكيميائية، كما يتشاركان هذان العنصريين في الخصائص الكيميائية مع اختلاف الكتل الذرية واختلاف الخصائص الفيزيائية.

طريقة كتابة النظائر الكيميائية

العديد من الأشخاص يريد معرفة ما هي النظائر الكيميائية؟ وكيفية كتابتها ويوجد طريقتان حتى يتم الإشارة إلى تلك النظائر ومعرفة ما هي وترميزها، كما يلي:

• يتم كتابة العدد الكتلي لكل عنصر بعد كتابة اسمه أو الرمز الخاص به، يجب معرفة أنه من الممكن أن يتواجد نظيران بنفس العدد الكتلي لعنصرين مختلفين.
• كتابة العدد الكتلي للعنصر على الجانب الأيسر العلوي رمز العنصر، مع الإشارة إلى العدد الذري، يتم كتابة نظير العنصر مع كتابة عدده الذري أسفل اليسار من نظير العنصر، يكتب العدد الكتلي أعلى اليسار، أيضاً يتم كتابة الشحنة في أعلى يمين رمز العنصر الكيميائي.

اختلاف الخواص الكيميائية بين النظائر

• الذرة المعادلة هي الذرة التي يتساوى فيها عدد البروتونات، بالإضافة إلى أن النظائر الكيميائية المختلفة يكون لها نفس عدد الإلكترونات ونفس البنية الإلكترونية.
• يتم تحديد تصريف الذرة كيميائيا بالتركيب الإلكتروني، كما أن النظائر دائما تسلك نفس السلوك الكيميائي، يوجد استثناء أساسي وهو أنه نظرا لوجود اختلاف في الكتل فإن النظائر الكيميائية الثقيلة تميل لأن تتفاعل بصورة أبطأ من العناصر الكيميائية الأخف لنفس العنصر.

أنواع النظائر الكيميائية

تنقسم تلك النظائر إلى نوعين من النظائر وهي:

• النوع الأول يعرف بالنظائر الكيميائية المستقرة.
• النوع الثاني النظائر الكيميائية غير المستقرة أو المشعة.

يبلغ عدد النظائر المستقرة حوالي 300 نظير مستقر، والإنتاج الصناعي ازداد عدد العناصر المستقرة إلى 1500 نظير حتى الآن، كما أنه يوجد 21 عنصر كيميائي على صورته النقية بدون أي نظائر كيميائية.

تنقسم النظائر المشعة إلى نظائر كيميائية طبيعية ونظائر كيميائية صناعية، كما أن النظائر الطبيعية هي الموجودة في الطبيعة من خلق الله عز وجل، النظائر الصناعية هي ما تم إنتاجها من الإنسان ليتم استخدامها في أغراض كثيرة ومختلفة.

ما هي النظائر الكيميائية؟ وما هي استخداماتها

يتم استخدام النظائر في العديد من المجالات وهي:

• تستخدم في مجال الكيمياء الحيوية لتقدير مدى الاستفادة التي يحصل عليها الأحياء عن طريق إعطائه غذاء معين يحتوي على عنصر مشع، يتم بعدها تحديد مدى الاستفادة التي يحصل عليها الجسم من هذا الغذاء.
• مجال الطب في العلاج الإشعاعي والعلاج باليود المشع، كما يتم معالجة الأورام السرطانية يتم ذلك من خلال إعطاء المريض مادة مشعة تقوم بالقضاء على الورم.
• يتم استخدامه في تقدير عمر الأشياء القديمة.

يستخدم في مجال الزراعة والأغذية بغرض زيادة الدخل الزراعي، يستخدم كذلك في عمليات حفظ المحاصيل الزراعية لفترة، من أهم مجالات استخدام النظائر الكيميائية المشعة في الزراعة، ما يلي:

• زيادة في إنتاجية الأرض الزراعية.
• استنتاج أنواع جديدة من المحاصيل الغذائية التي تحتوي على نسبة عالية من البروتين.
• يتم من خلالها تحديد أماكن وجود المياه واستخدامها بكفاءة عالية.
• يتم إنتاج محاصيل زراعية ذات مقاومة عالية للأمراض والتقلبات الجوية.
• يحدد كيفية امتصاص النباتات للأسمدة والكيماويات الجوية.
• من خلالها يتم تعقيم البذور.

الأغراض الطبية التي يستخدم فيها النظائر المشعة

استخدامه في مجال التشخيص، حيث يتم استخدامها لتشخيص الكثير من الأمراض من خلال مسح الأعضاء المراد تشخيصها، يتم ذلك من خلال إعطاء جرعة من العنصر المشع للمريض الذي سيتم إجراء المسحة له من خلال الحقن الوريدي أو من الفم، يختلف اختيار العنصر المشع نظرا للعضو المراد تشخيصه، ومن الأعضاء التي يتم مسحها بالعناصر المشعة ما يلي:

• تشخيص الغدة الدرقية للكشف عن وجود سرطان الغدة أو التهابات أو أي مرض يصيب الغدة الدرقية مثل مرض الغدة التسممي، يتم الكشف عنه إذا كانت نسبة التقاط الغدة الدرقية لعنصر اليود كبيرة وزائدة عن العادة، كما يتم معرفة حجمها والكشف عنها إذا كانت متضخمة أم لا.
• تشخيص الكبد يتم من خلاله معرفة مكان الكبد وشكله وحجمه لنتعرف على وجود أي تضخم أو ورم، ذلك يتم في حالات أورام البطن، كذلك يتم متابعة حالات الكبد في فترة علاج مريض السرطان والكشف عن الأمراض المزمنة للكبد.
• تشخيص الطحال من خلال النظير المشع يتم تحديد شكل وحجم الطحال، لمعرفة إذا كان يوجد تضخم أو ورم أو أي أنسجة غير طبيعية، كما يتم معرفة حالة الطحال في فترة علاج مريض سرطان الدم.
• تشخيص الدماغ للكشف عن وجود أي أمراض دماغية سواء حميدة أو سرطانية، كما يقوم بالكشف عن وجود خراج الدماغ والالتهابات أو أي نزيف داخل الدماغ، بالإضافة إلى أنه يتم الكشف بها عن الجلطات الدماغية.
• تشخيص الرئتين في حالة الكشف عن وجود أي عيوب خلقية، كما يقوم بالكشف عن وجود سرطان الرئة وأمراض الشعب الهوائية والكشف عن وجود جلطات.

طريقة علاج الأمراض بالنظائر المشعة

• كما هو معروف أن تلك النظائر المشعة تستخدم في علاج السرطان، يتم ذلك من خلال اختراق أشعة جاما الأورام السرطانية، عند اختراقها الجسم تقوم بقتل الخلايا السرطانية، تقوم أيضا بمعالجة الخمول الذهني عن طريق أخذ اليود المشع ليعيد الغدة الدرقية إلى نشاطها عن طريق امتصاص اليود.

من هو مكتشف النظائر الكيميائية؟

• قام فريدريك سودي باكتشاف النظائر الكيميائية، ويعد هذا أنه من أعظم 100 اكتشاف، وذلك بسبب وجود نفس الخصائص الفيزيائية والخصائص الكيميائية والكهربائية للعنصر الأصلي، بينما يوجد له عدد مختلف من النيوترونات في نواتها، كما أن هذا الاكتشاف أنشأ مفهوماً جديدا للفيزياء والكيمياء.
• قام هذا الاكتشاف بالإجابة عن عدة مسائل التي حيرت باحثين الفيزياء الذين قاموا بدراسة العناصر المشعة، كما أن دراسة النظائر أساسا لتطوير الطاقة الذرية وبالإضافة إلى أنها أساسية في علم الأرض.
• الجدير بالذكر أزال ذلك الاكتشاف العقبات التي كانت تواجه التقدم العلمي لفتح مجالات جديدة في الأبحاث الفيزيائية والأبحاث الكيميائية.