Физика машин  
Главная
17.10.2017 г.
Главное меню
Главная
Электромагнетизм
Ядерная энергия
Электроприборы
ДВС
Лазеры / Лучи
Все новости
Карта сайта
Поиск
Контакты
Интересно
Антиматерия
Космические лучи
Изотопы
Альфа,бета-частицы
Открытие нейтрона
Жидкий магнит
Лазер мазер?
Магнит как лекарство
Реактивные двигатели
В честь великих
Переменный ток
Цветная фотография
Элемент 93
U бомба
Фотоаппарат
Новости
Партнеры
Микроорганизмы

Краткие новости
В 1962 году лазерный луч достиг Луны, образовав на лунной поверхности пятно диаметром чуть более 2 миль
 

Обнаружение стабильных изотопов

Печать

Казалось бы, протонно-электронная модель ядра с изотопной теорией Содди прекрасно согласуется. Испускание ядром одной альфа-частицы понижает заряд ядра на две единицы - точно на столько, сколько нужно для перехода на две клетки вниз по таблице. С другой стороны, эмиссия электрона (бета-частицы) приводит к возрастанию положительного заряда ядра на единицу, что передвигает элемент на одну ячейку вверх по таблице.

А что происходит, когда торий распадается до радиотория посредством не одного, а трех последовательных распадов? Так, вначале торий испускает альфа-частицу, затем - одну бета-частицу и, наконец, вторую бета-частицу. Если исходить из протонно-электронной модели строения ядра, это означает, что ядро в сумме теряет четыре электрона (два из которых покидают ядро вместе с альфа-частицами) и четыре протона. (Реальная ситуация немного отличается от такой идеальной картины, но в данном случае это не принципиально.) Ядро тория имеет 232 протона и - пока предположительно - 142 электрона. В результате потери четырех протонов и четырех электронов, в атоме остается 228 протонов и 128 электронов. При этом атомный номер 90 сохраняется. У радиотория, таким образом, вокруг ядра вращаются те же 90 электронов. А поскольку химические свойства определяются количеством "планетарных" электронов, торий и радиоторий имеют одинаковые химические свойства, независимо от различия в их атомных весах (соответственно 232 и 228).

Изотопы элементов определяются их атомными весами, или "массовыми числами". Так, обычный торий называют торием-232, а радиоторий -- торий-228. Известны такие радиоактивные изотопы свинца, как свинец-210 (радий-D), свинец-214 (радий-В), свинец-212 (торий-В) и свинец-211 (актиний-В).

Представление об изотопах оказалось применимым и к стабильным элементам: все три цепочки радиоактивного распада заканчиваются различными изотопами одного и того же элемента - свинца. Урановый ряд замыкает свинец-206, ториевую серию - свинец-208, а актиниевую цепочку - свинец-207. Все эти изотопы стабильны, но отличаются атомными весами.

Доказательство существования в природе стабильных изотопов было получено благодаря прибору, который изобрел ассистент Дж.Дж. Томсона Ф. Астон. Он эффективно разделил изотопы, используя различие в траекториях их ионов, пролетающих через магнитное поле. Новый метод получил название масс-спектрогра-фия. Уже в 1919 году с помощью одного из первых приборов Томсон показал, что неон имеет два изотопа, с массовыми числами 20 и 22. Большую часть составляет легкий изотоп, а содержание неона-22 лишь около 10 процентов. Позднее в атмосфере был обнаружен и третий изотоп, неон-21, доля которого оказалась менее 0,25 процента.

Теперь стала понятна причина дробных атомных весов элементов. Так, атомный вес неона равен 20,183, поскольку он состоит из трех различных изотопов. Любой отдельный атом имеет вес, обозначаемый целым числом, а вот среднее массовое число - собственно атомный вес - может быть дробным.

Было установлено, что у большинства стабильных элементов имеются наборы изотопов. Так, хлор (атомный вес 35,5) состоит из хлора-37 и хлора-35 в соотношении 1:4. За свои работы по исследованию изотопов и разработку масс-спектрографического метода Астон удостоен Нобелевской премии по химии за 1922 год.

 
« Пред.   След. »
Rambler's Top100