Perché la probabilità per il segnale a 160 nello spettro di massa del bromo è doppia rispetto ai segnali a 158 e 162?

Lo spettro di massa in bromo, con le molecole $ \ ce {^ {158} Br2 +} $, $ \ ce {^ {160} Br2 +} $ e $ \ ce {^ {162} Br2 +} $:

Spettro di massa del bromo Come puoi vedere, $ \ ce {^ {160} Br2 +} $ ha unintensità quasi doppia rispetto a $ \ ce {^ {158} Br2 +} $ e $ \ ce {^ {162} Br2 +} $ picco.

Il libro che sto leggendo afferma semplicemente che ciò è dovuto al fatto che

La probabilità che due diversi isotopi si verifichino in un $ \ ce { Le molecole Br2} $ sono il doppio di quelle dello stesso isotopo che appare in una molecola $ \ ce {Br2} $.

Questo è supportato da $ \ ce {^ {160} Br2 +} $ picco, formato dagli isotopi $ \ ce {^ {79} Br} $ e $ \ ce {^ {81} Br} $. Allo stesso modo, $ \ ce {^ {158} Br2 +} $ picco è formato da due $ \ ce {^ {79} Br} $ isotopi e $ \ ce {^ {162} Br2 +} $ è formato da due $ \ ce { ^ {81} Br} $ isotopi.

Tuttavia, sono confuso dalla spiegazione fornita dal libro sopra. Perché la probabilità che due isotopi differenti si verifichino in una molecola $ \ ce {Br2} $ è doppia rispetto a quella dello stesso isotopo in una molecola $ \ ce {Br2} $? / h2>

Tutte le possibili disposizioni di $ \ ce {Br2} $ molecola:

  • $ \ displaystyle 79 + 79 = 158 $
  • $ \ displaystyle \ color {red} { 79 + 81} = 160 $
  • $ \ displaystyle \ color {red} {81 + 79} = 160 $
  • $ \ displaystyle 81 + 81 = 162 $

La quantità di $ \ ce {^ {79} Br} $ e $ \ ce {^ {81} Br} $ in natura è più o meno la stessa, quindi ogni permutazione è ugualmente probabile. Ci sono due accordi che portano a $ 160 $ . Mentre $ 158 $ e $ 162 $ hanno ciascuno una sola disposizione. Pertanto $ 160 $ ha il doppio delle probabilità di essere trovato rispetto ad altre masse.

Commenti

  • Poiché ci sono sempre e solo due isotopi del bromo, il risultato di 160 amu è attualmente illustrato come più probabile di 162 o 158.

Risposta

Un modo per capire questo che potrebbe essere familiare è quello del quadrato di Punnett dalla biologia, poiché i due isotopi hanno quasi 50/50 divisi in natura.

\ begin { array} {c | cc} & \ ce {^ {79} Br} & \ ce {^ {81} Br} \ \\ hline \ ce {^ {79} Br} & \ ce {^ {158} Br} & \ ce {^ { 160} Br} \\ \ ce {^ {81} Br} & \ ce {^ {160} Br} & \ ce {^ {162} Br} \\ \ end {array}

Quando si riproducono due ibridi (Aa x Aa), è il doppio delle probabilità di ottenere un ibrido (Aa) rispetto a uno degli omozigoti. Allo stesso modo, qui hai il doppio delle possibilità di ottenere un “hybri d “$ \ ce {^ {160} Br} $ rispetto a un particolare” omozigote “$ \ ce {^ {158} Br} $ o $ \ ce {^ {162} Br} $.

Tuttavia, non sono daccordo con la formulazione dellaffermazione:

La probabilità che due diversi isotopi si verifichino in una molecola $ \ ce {Br2} $ sono due volte quella dello stesso isotopo che appare in una molecola $ \ ce {Br2} $.

La probabilità è effettivamente identica di due diversi isotopi che si verificano e qualsiasi coppia di isotopi identici presenti. Questo potrebbe essere meglio formulato:

La probabilità che due diversi isotopi si verifichino in una molecola $ \ ce {Br2} $ è doppia rispetto a quella di un particolare stesso isotopo che appare in una molecola $ \ ce {Br2} $.

Commenti

  • @Mithoron Ho solo pensato che potesse essere un buon (diverso) modo per visualizzarlo per qualcuno che potrebbe essere abituato a vedere questo dalla biologia delle scuole superiori, ma non ci è abituato in questo contesto.
  • Capisco cosa hai fatto, beh OK, volevo solo dire che questa domanda non ' non essere qui.
  • La tua formulazione migliore utilizza un inglese non eccezionale: " di uno stesso particolare lisotopo " non ' legge bene. Potrebbe essere meglio " il doppio di quello di un particolare isotopo che appare due volte in una $ \ ce {Br2} $ molecule ".

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