ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Состав атомных ядер. Ядерные реакции из "Химия" В настоящее время в ядре атома открыто большое число элементарных частиц. Важнейшими из них являются протоны (символ р) и нейтроны (символ п). Обе эти частицы рассматриваются как два различных состояния ядерной частицы нуклона. Элементарные частицы характеризуются определенной массой и зарядом. Протон обладает массой 1,0073 а. е. м. и зарядом - 1. Масса нейтрона равна 1,0087 а. е. м., а его заряд—нулю (частица электрически нейтральна). [c.20] Вскоре после открытия нейтрона советские ученые Д. Д. Иваненко и Е. Н. Гапон создали протонно-нейтронную теорию строения ядра (1932). Согласно этой теории ядра всех атомов, кроме ядра атома водорода, состоят из 2 протонов и (Л —2) нейтронов, где Z— порядковый номер элемента, А — массовое число. [c.20] Массовое число А — это сумма числа протонов Z и числа нейтронов Ы, т. е. [c.20] удерживающие протоны и нейтроны в ядре, называются ядерными. Это чрезвычайно большие силы, действующие на очень коротких расстояниях (порядка 10 м) и превосходящие силы отталкивания. Природу этих сил изучает ядерная физика. [c.20] В ядре сосредоточена почти вся масса атома. Массой электронов по сравнению с массой ядра можно практически пренебречь. Так, например, для атома хлора на долю электронов приходится 1 /1837 17= = 0,009 а. е. м. (около 0,03% массы атома хлора). [c.20] Свойства ядра определяются главным образом числом протонов и нейтронов, т. е. составом ядра. Например, в ядре атома кислорода 1 0 содержится 8 протонов и 16 — 8 = 8 нейтронов, что кратко записывается так 8р, 8п) в ядре атома курчатовия 104Ки 104 протона и 260— 104 = 156 нейтронов, краткая запись состава ядра (104/ , 156п), и т. д. [c.21] Исследования показали, что в природе существуют атомы одного и того же элемента с разной массой. Так, атомы хлора имеют массу 35 и 37. Ядра этих атомов содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Разновидности атомов, имеющие одинаковый заряд ядра, но разные массовые числа, называются изотопами. [c.21] Каждый изотоп характеризуется двумя величинами массовым числом (проставляется вверху слева от химического знака) и порядковым номером элемента (проставляется внизу слева от хи11Н1ческого знака) и обозначается символом соответствующего элемента. Например, изотоп углерода с массовым числом 12 записывается так 1 С, или , или словами углерод-12 . Эта форма записи распространена и на элементарные частицы электрон е, нейтрон Чп, протон р или 1Н, нейтрино 8 . [c.21] Изотопы известны для всех химических элементов. Так, кислород имеет изотопы с массовыми числами 16, 17, 18, т. е. Ю, О. Изотопы аргона вАг, вАг, Аг. Изотопы калия , аК,, К, МК. [c.21] Атомная масса элемента есть средняя величина массовых чисел всех его изотопов, взятых в процентном отношении, отвечающем их распространенности в природе. Так, например, природный хлор состоит из 75,4% изотопа с массовым числом 35 и из 24,6% изотопа с массовым числом 37,средняя атомная масса хлора 34,453 а.е.м. Средняя атомная масса природного лития, содержащего 92,7%дЬ 1 и 7,3% Ы, равна 6,94 а. е. м. и т.д. Атомные массы элементов, приведенные в периодической системе Д. И. Менделеева, есть средние массовые числа природных смесей изотопов. Это одна из причин, почему они отличаются от целочисленных значений. [c.21] Пример 1. Медь имеет два изотопа Си и Си. Вычислите процентное содержание каждого изотопа меди, если относительная атомная масса ее /1 . равна 63,54. Пусть количество атомов ЩСи в 100 атомах меди равно х. Тогда количество ато.мов ,Си будет равно 100 — х. Масса атомов = бЗдг, масса атомов 5,Си = = 65 (100 — л ). [c.21] состав ядер атомов различных химических элементов не одинаков,а потому элементы отличаются по атомной массе.И поскольку в состав ядра входят протоны, ядро заряжено положительно. Так как заряд ядра численно равен порядковому номеру элемента 2, то он определяет число электронов в электронной оболочке атома и ее строение, а тем самым и свойства химического элемента. Поэтому положительный заряд ядра, а не атомная масса является главной характеристикой атома, а значит, и элемента. На этой основе дано более точное определение химического элемента (с. 5), понятие о котором является в химии основным. [c.22] В результате ядерной реакции произошло превращение азота в кислород с выделением протона. [c.22] После создания циклотрона (1930) открыто и нсследоваио большое число всевозможных ядерных реакций. [c.22] С ПОМОЩЬЮ ядерных реакщш получают изотопы, обладающие радиоктивностью (радиоактивные изотопы). Все они неустойчивы и в результате радиоактивного распада превращаются в изотопы других элементов. [c.23] Радиоактивные изотопы получены для всех химических элементов. Их известно около 1500. Элементы, состоящие только из радиоактивных изотопов, называются радиоактивными. Это элементы с I = 43 61 и 84— 107. [c.23] Стабильных (нерадиоактивных) изотопов известно около 300. Из них состоит больщинство химических элементов периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Однако у некоторых элементов наряду со стабильными имеются и долгоживущие радиоактивные изотопы. Это 1аК, иКЬ, 4 1п и др. [c.23] По химическим свойствам радиоактивные изотопы почти не отличаются от стабильных. Поэтому они служат в качестве меченых атомов, позволяющих по измерению их радиоактивности следить за поведением всех атомов данного элемента и за их передвижением. Радиоактивные изотопы широко применяются в научных исследованиях, в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, биологии и химии. В настоящее время их получают в больших количествах. [c.23] Важнейшей особенностью ядерных реакций является выделение огромного количества энергии в форме кинетической энергии образующихся частиц или в форме энергии излучения. В химических реакциях энергия выделяется главным образом в форме теплоты. Энергия ядерных реакций превышает энергию химических реакций в миллионы раз. Этим объясняется неразрушимость ядер атомов при протекании химических реакций. [c.23] Ядерные реакции широко используются для синтеза трансурановых элементов. Большие работы в этом направлении проводятся у нас в стране в Объединенном институте ядерных исследований в г. Дубне под руководством акад. Г. Н. Флерова. Там впервые были синтезированы элементы с порядковыми номерами 102, 103, 104, 105, 106, 107. Ведутся работы по синтезу элементов. с более тяжелыми ядрами. [c.23] Вернуться к основной статье