¿Por qué la probabilidad de la señal en 160 en el espectro de masas de bromo es dos veces mayor que la de las señales en 158 y 162?

El espectro de masas en bromo, con las moléculas $ \ ce {^ {158} Br2 +} $, $ \ ce {^ {160} Br2 +} $ y $ \ ce {^ {162} Br2 +} $:

Espectro de masas de bromo Como puede ver, $ \ ce {^ {160} Br2 +} $ es casi el doble en intensidad en comparación con $ \ ce {^ {158} Br2 +} $ y $ \ ce {^ {162} Br2 +} $ cima.

El libro que estoy leyendo simplemente dice que esto se debe a que

La probabilidad de que dos isótopos diferentes ocurran en un $ \ ce { Br2} $ molécula es el doble que el mismo isótopo que aparece en una $ \ ce {Br2} $ molécula.

Esto es compatible con $ \ ce {^ {160} Br2 +} $ pico, formado a partir de los isótopos $ \ ce {^ {79} Br} $ y $ \ ce {^ {81} Br} $. Asimismo, $ \ ce {^ {158} Br2 +} $ pico se forma a partir de dos $ \ ce {^ {79} Br} $ isótopos y $ \ ce {^ {162} Br2 +} $ se forma a partir de dos $ \ ce { ^ {81} Br} $ isótopos.

Sin embargo, estoy confundido por la explicación dada por el libro anterior. ¿Por qué la probabilidad de que aparezcan dos isótopos diferentes en una molécula $ \ ce {Br2} $ es el doble que la del mismo isótopo que aparece en una molécula $ \ ce {Br2} $?

Respuesta

Todos los arreglos posibles de la molécula $ \ ce {Br2} $ :

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

La cantidad de $ \ ce {^ {79} Br} $ y $ \ ce {^ {81} Br} $ en la naturaleza es aproximadamente la misma, por tanto, cada permutación es igualmente probable. Hay dos arreglos que conducen a $ 160 $ . Mientras que $ 158 $ y $ 162 $ cada uno tiene solo una disposición. Por lo tanto, $ 160 $ tiene el doble de probabilidades de ser encontrado en comparación con otras masas.

Comentarios

  • Debido a que solo hay dos isótopos de bromo, el resultado de 160 amu se ilustra actualmente como más probable que 162 o 158.

Respuesta

Una forma de entender esto que puede resultar familiar es la del cuadro de Punnett de la biología, ya que los dos isótopos tienen una división casi 50/50 en la naturaleza.

\ 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}

Cuando se crían dos híbridos (Aa x Aa), es dos veces más probable obtener un híbrido (Aa) que obtener cualquiera de los homocigotos. Del mismo modo, aquí tienes el doble de posibilidades de obtener un «hybri d «$ \ ce {^ {160} Br} $ que un» homocigoto «en particular $ \ ce {^ {158} Br} $ o $ \ ce {^ {162} Br} $.

Sin embargo, no estaría de acuerdo con la redacción de la declaración:

La probabilidad de que dos isótopos diferentes se produzcan en una molécula $ \ ce {Br2} $ es el doble la del mismo isótopo que aparece en una molécula $ \ ce {Br2} $.

La probabilidad es realmente idéntica de que ocurran dos isótopos diferentes y cualquier par de isótopos idénticos que se produzcan. Esto se podría redactar mejor:

La probabilidad de que aparezcan dos isótopos diferentes en una molécula $ \ ce {Br2} $ es el doble que la de un mismo isótopo particular que aparece en una molécula $ \ ce {Br2} $.

Comentarios

  • @Mithoron Pensé que podría ser una buena (diferente) forma de visualícelo para alguien que podría estar acostumbrado a ver esto de la biología de la escuela secundaria, pero que no está acostumbrado en este contexto.
  • Veo lo que hizo, bueno, bueno, solo quería decir que esta pregunta no debería ' no estar aquí en absoluto.
  • Su mejor redacción usa un inglés no muy bueno: " de un mismo idioma en particular isótopo " simplemente no ' se lee bien. Mejor sería " el doble de un isótopo en particular que aparece dos veces en una $ \ ce {Br2} $ molécula ".

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