Изотопы теория

В данном обзоре рассматриваются теоретические аспекты реакций электронного перехода между ионами в водных растворах, происходящего в одну стадию. С целью упрощения будет рассматриваться только переход электрона между ионами одного и того же элемента в подобных процессах реагирующие и образующиеся ионы идентичны, и скорость таких реакций измеряется обычно с помощью изотопов. Теория симметричных реакций подобного рода несколько проще теории процессов электронного перехода между ионами различных элементов, хотя общие принципы в обоих случаях одинаковы. [c.11]

Указанные особенности творчества А. И. Бродского привлекали к нему многочисленных учеников. В отношениях с подчиненными Александр Ильич всегда был чужд диктаторства, администрирования. Он старался возбуждать в своих сотрудниках интерес к науке, никогда не пытался подавлять их склонности, инициативу. Все это способствовало созданию большой научной школы А. И. Бродского, широко известной своими работами по теории растворов электролитов, химии изотопов, теории реакционной способности и механизма химических реакций, квантовой химии органических соединений. [c.13]

Изучение закономерностей ядерных превращений имеет решающее начение для установления свойств ядер, природы ядерных сил и создания теории строения ядра. Изучение ядерных реакций имеет п большую практическую ценность. Это прежде всего использование ядерной энергии в практических целях, искусственное получение новых химических элементов, разнообразных радиоактивных изотопов и пр. Развитие техники ускорения частиц впервые позволило воссоздавать в лаборатории процессы, приближающиеся к происходящим и земной коре и космическом пространстве, что дает возможность представить генезис химических элементов в природе. [c.662]

Одной из них является возникновение и быстрое развитие новых теоретических представлений в органической химии. Оказалось, что именно углеводороды, состоящие из атомов всего двух элементов, являются нередко наилучшими объектами для экспериментальной и теоретической проверки новых представлений с целью дальнейшего развития теории органической химии. Другая причина — возникновение принципиально новых и очень информативных методов исследования течения реакции и строения катализаторов (спектральные, адсорбционные, рентгеновские, хроматографические, магнитные методы, использование изотопов в катализе, приме- [c.5]

Окончательный успех в деле превращения одних элементов в другие был достигнут физиками, а не химиками тигель алхимика уступил дорогу ядерному реактору. Сначала ученые обратили внимание на огромную энергию, высвобождаемую при ядерных реакциях. Тот факт, что уран превращается при этом в барий и другие легкие элементы, первое время не вызывал столь большого интереса. Но химики быстро осознали, что радиоактивные изотопы обычных элементов представляют собой огромную ценность. Радиоактивный атом может играть роль своеобразной метки, его достаточно ввести в какое-то вещество, принимающее участие в реакции, чтобы при последующем наблюдении за ним раскрыть сложную последовательность всех ее стадий. Например, благодаря исследованиям при помощи меченного радиоактивным изотопом углерода удалось разобраться в механизме реакций фотосинтеза, и трудно представить себе, как бы это оказалось возможным сделать обычными методами. Радиоактивные и устойчивые изотопы позволяют решать химические проблемы, недоступные другим методам. Радиоактивные изотопы дают также возможность точной датировки событий далекого прошлого, представляющих исторический или геологический интерес. С их помощью установлен сравнительный возраст Земли и Луны, что привело к ниспровержению некоторых прежних теорий относительно происхождения Луны. [c.405]

Н, Br и Вг. Результирующая группа пиков данного фрагмента имеет важное значение при их отнесении к фрагменту. Относительные интенсивности пиков зависят от относительного содержания в природе изотопов атомов фрагмента, например, СО может включать фрагменты с массовыми числами 28, 29, 30 и 31. Их относительные количества можно рассчитать с помощью простой теории вероятности [13, 14]. Чтобы провести такие расчеты, созданы программы для ЭВМ [15, 16]. Эти характеристические участки спектра весьма полезны для его отнесения в случае молекул, в которых атом имеет более чем один распространенный изотоп. Молекулы, содержащие ионы переходных металлов, часто дают такие характеристические участки спектра. Использование пиков С позволяет определить число атомов углерода во фрагменте. [c.324]

Теория и расчет каскадных установок для разделения изотопов с помощью пористых мембран приведены в работах К. Коэна [5] А. М. Розена [6], Г. Пратта [8] и, несмотря на различие в механизме массопереноса, вполне применимы к расчету установок каскадного типа на основе асимметричных или композиционных мембран. [c.201]

Согласно протонно-нейтронной теории атомных ядер, число протонов в ядре равно заряду ядра 1 (при выражении его, как обычно, в единицах заряда электрона), а сумма числа протонов и числа нейтронов равна массовому числу А, т. е. массе атома, выраженной в единицах атомных весов и округленной до целых единиц. Таким образом, число нейтронов равно А—I. Отсюда следует, в частности, что различные изотопы данного элемента отличаются друг от друга только числом содержащихся в ядре нейтронов при одинаковом числе протонов. Оба вида частиц, образующих ядра атомов, — протоны и нейтроны — обозначаются общим термином — нуклоны. [c.51]

Из соотношения (IV.8) следует, что коэффициент разделения при термодиффузии без конвекции нетрудно определить, если известна постоянная термодиффузии ат (термодиффузионный фактор), зависящая от природы компонента смеси. С некоторым приближением ат может быть найдена расчетным путем исходя из положений молекулярной теории смеси газов с наложенным на эту смесь температурным градиентом. Для проведения соответствующих расчетов требуется знание характера межмолекулярного взаимодействия в заданной газовой смеси. Теоретическое вычисление постоянной термодиффузии возможно лишь при использовании той или иной модели межмолекулярного взаимодействия. Выбор модели определяется требуемой точностью оценки величины ат и связанными с ней расчетными трудностями. Соответствующие вычисления существенно упрощаются для смесей изотопов. [c.162]

Согласно протонно-нейтронной теории изотопы имеют одинаковое число протонов (одинаковый порядковый номер), но отличаются числом нейтронов, а следовательно, общей массой. Например [c.72]

Мы не имеем окончательно разработанной теории, объясняющей устойчивость различных комбинаций из протонов и нейтронов. Отметим только следующее наблюдение в сериях число изотопов с четным массовым числом часто выше числа изотопов с нечетным, т. е. четное число протонов и нейтронов делает ядро более устойчивым. Например, в смеси кальция 5 изотопов с четными массовыми числами и только один изотоп имеет нечетное массовое число. [c.39]

Уникальными возможностями обладает метод нейтронографии, успешно применяемый для исследования твердых тел и жидкостей, веществ с близкими и достаточно далекими атомными номерами, а также соединений, содержащих изотопы одного и того же вещества. По угловому распределению интенсивности рассеяния медленных нейтронов впервые удалось определить пространственное расположение атомов водорода и длины водородных связей в обычной и тяжелой воде, обнаружить наличие ближайшего ориентационного порядка, существующего в этих жидкостях наряду с ближним координационным порядком. Опыты по неупругому рассеянию медленных нейтронов продемонстрировали коллективный характер теплового движения атомов и молекул в жидкостях, подтвердили теоретические предсказания Л. Д. Ландау о существовании в жидком гелии квазичастиц двух типов фононов и ротонов. В настоящее время эти дифракционные методы являются составной частью физики твердого тела, физического материаловедения, молекулярной физики, биофизики и биологии. Они взаимно дополняют друг друга, имеют свою специфику, преимущества и ограничения, связанные с различием физических свойств рентгеновского излучения, электронов и нейтронов. На современном этапе при проведении структурных исследований используется новейшая аппаратура и вычислительная техника. Помимо навыков работы с ними от специалиста требуется знание теории рассеяния, основ статистической и атомной физики, природы сил взаимодействия атомов и молекул. [c.6]

В 1932 г. советские физики Д. Д. Иваненко и Е. Н. Гапон и независимо от них немецкий физик Гейзенберг предложили протонно-нейтронную теорию строения ядра, отвергая наличие в ядре электронов, как это предполагалось прежде для объяснения явления изотопии. [c.62]

Предлагаемое в третьей части сжатое описание строения простых жидкостей позволяет дать обзор особенностей, которые присущи структуре ие только простых, но в большинстве случаев и сложных жидких систем металлов, полупроводников, диэлектриков, низкомолекулярных жидкостей, полимеров, стеклоподобных фаз. Большинство хими-ческих процессов протекает в жидких средах, поэтому исследования структуры жидкостей полезны для многих разделов химии. Отметим, что XI глава книги посвящена простым квантовым жидкостям — изотопам гелия. Этот очень интересный и важный раздел теории жидких систем мало освещен в учебной литературе. Значение квантовых жид- [c.6]

Александр Ильич Бродский был замечательным ученым и человеком. Он оставил глубокий след в науке и в умах своих учеников, сотрудников и всех близко знавпшх его людей. Еще за несколько дней до смерти, последовавшей неожиданно для всех, Александр Ильич был полон творческих Сил, новых идей, крупных назгчных замыслов. Он был главой большой школы физико-химиков, внесшей важный вклад в развитие теории растворов электролитов, химии изотопов, теории реакционной способности и механизма химических реакций, квантовой химии органических Соединений. Значительная часть работ в этих направлениях до сих пор не утратила своего значения, и опубликование избранных трудов А. И. Бродского будет полезным для развития указанных областей химии. [c.5]

Равновесное распределение, отвечающее рассмотренным выше представлениям, было подтверждено качественно Д. Д. Иваненко, Г. Е. Гапо-ном и др. [1113], измерением распределения радиоактивности по высоте колонки из окиси алюминия, промытой азотной кислотой, после пропускания через нее раствора фосфата, меченного радиоактивным Р . В серии работ из Клинтонской лаборатории и Иовского университета подробно изучены при помощи радиоактивных изотопов теория и практика разделения катионов в ионообменных колонках. Бойд и сотр. [1114] рассмотрели термодинамическую теорию работы колонки в равновесных условиях и ее динамику. Найденные ими соотношения подтверждены опытами разделения N3 , КЬ и Сз и отделения их от бария и лантана на амберлите 1К —1, причем было найдено, что динамика разделения определяется скоростью диффузии ионов в зерне поглотителя при высоких концентрациях и в прилегающих к нему слоях раствора — при малых его концентрациях. С другой стороны, Томкннс и Майер [1115] дали теорию колонки, основанную на уже использованной в 4-й главе аналогии с тарелочной фракционной колонкой и на общих уравнениях переноса. Их выводы были также подтверждены изучением разделения на дауексе-50 лантанидов, активированных облучением. [c.433]

На рис. 23-4 указано лишь существование устойчивых (нерадиоактивных) изотопов, но не их степень ядерной устойчивости и не их относительную распространенность. Ядра обладают особой устойчивостью, если они имеют Z или п (число нейтронов), равное 2, 8, 20, 28, 50, 82 или 126. Приведенные значения называются магическйми числами. Хотя они дают определенную информацию об оболочечной структуре ядра, пока что не существует теории, позволяющей объяснить эти данные. Напрашивается их сопоставление с набором магических чисел 2, 10, 18, 36, 54 и 86, которые принимают порядковые номера особо устойчивых в химическом отношении элементов - благородных газов. Магические числа устойчивости ядер могут, очевидно, получить объяснение на основе представлений об оболочечной структуре ядра, причем ядерные квантовые оболочки, по-видимому, должны существовать независимо для протонов и нейтронов. Магическое число протонов либо нейтронов придает ядру устойчивость атомы типа 82 РЬ с магическими числами одновременно протонов и нейтронов обла- [c.417]

Гофман и Шрахейм 133] в исследовании с радиоа тивными изотопами углерода показали, что, наприме бутилены, по теории полимеризации Вирмора, образую ион додекана СЬ, который расщепляется по схеме- [c.24]

Другие сведения по вопросу о получении О и можно найти в работах Джексона и Пигфорда [67], Розена [68] и Бродского [38]. В книге Лондона и Кохена [69] рассмотрена общая теория разделения изотопов. В ней содержатся также сведения об оптимизации условий разделения с использованием каскада ректификационных колонн, которая играет важную роль в промышленной ректификации, в том числе при разделении изотопов [71 ]. [c.233]

Изотопы. Протонно-нейтронная теория позволила разрешить и еще одно противоречие, возникшее при формировании теории строения атома. Если признать, что ядра атомов элементов состоят из определенного числа нуклонов, то атомные массы всех элементов должны выражаться целыми числами. Для многих элементов это действительно так, а незначительные (отклонения от целых чисел можно объяснить недостаточной точностью измерений. Однако у некоторых элементов значения атомных масс так сильно отклонялись от целых чисел, что это уже нельзя объясннгь нелочностью измерении и другими случайными причинами. Например, атомная масса хлора равна 35,45. Установлено, что приблизительно три четверти существующих в природе атомов хлора имеют массу 35, а одна четверть — 37. Таким образом, существующие в природе элементы состоят из смеси атомов, имеющих ра и ые массы, но, очевидно, одинаковые химические свойства, т. е. существуют разновидности атомов одного элемента с разными и притом целочисленными массами, Ф. Астону удалось разделить такие смеси на составные части, которые были названы изотопами от греческих слов изос и топос , что означает одинаковый и место (здесь имеется в виду, что разные изогоны одного элемента занимают одно место в периодической системе), С точки зрения протонно-нейтронной теории изотопами являются разновидности элементов, ядра атом.ов которых содержат различн-je число нейтронов, но одинаковое число протонов. Химическая природа элемента обусловлена числом протонов в атомном ядре, ко- [c.22]

Из соотношений (1.13) и (1.11) легко видеть, что составное ядро с четным числом протонов и нейтронов обладает наибольшей энергией возбуждения, так как член б отрицателен для этих ядер. Несколько меньшая по величине энергия возбуждения получается в составном ядре с нечетным числом нуклонов и наименьшая — в случае нечетно-нечетных ядер. Поэтому ядра изотопов и могут делиться нейтронами любых энергий, тогда как и делятся только быстрыми нейтронами. В случае первых трех ядер захват нейтрона приводит к четно-четной составной структуре и энергия возбуждения, обусловленная только энергией связи нейтрона ( 6,8 Мэе), равна порогу деления. Таким образом, эти ядра могут делиться как тепловыми (очень медленными), так и быстрыми нейтронами. Именно эги свойства дают возможность нспользовать такие ядра в качестве ядер-пого горючего. Ниже будет показано, что эти ядра настолько легко делятся нейтронами тепловой энергии, что целесообразнее замедлять нейтроны до тенлОБЫх энергий. Вооб1це вопрос о замедлении нейтронов является одним из основных вопросов теории реакторов. [c.11]

Особый интерес для теории представляют реакции электронного переноса, при которых не происходит суммарного химического изменения (Ре (СМ)Г+Ре (СЫ)Г МпО +МпОГ Ре (Н.0)Г+Ре(Н,0)Г). Эти процессы не сопровождаются изменением свободной энергии системы. Для их изучения вводят небольшое количество одного из реагентов, содержащего в качестве центрального атома радиоактивный изотоп, а затем определяют, как этот изотоп распределился между реагентами. Например, КМпО , меченный Мп , добавляют к смеси КМпОа и КаМпО , а затем МпО селективно осаждают в виде РЬДзМпО , а МпО, — в виде ВаМп04. Реакция МпО +МпО может быть изучена также методом ЯМР. [c.82]

Кристалл представляет собой систему, состоящую их двух взаимодействующих подсистем электронной и ядерной. В рассеянии излучений принимают участие обе подсистемы, однако, интенсивность рассеяния на каждой из них зависит от природы рассеиваемого излучения. Например, интенсивность потенциального рассеяния рентгеновских лучей на ядрах атомов (томпсоновское рассеяние) примерно в 10 раз меньше интенсивности, рассеянной электронными оболочками тех же самых атомов, поэтому в теории дифракции рентгеновских лучей рассеянием на ядрах пренебрегают. Известны некоторые изотопы, ядра которых как раз попадают в область длин волн, используемых в структурном анализе. Сечение взаимодействия таких ядер имеет резонансный характер и по величине может значительно превышать сечение взаимодействия излучения с электронными оболочками атома. [c.174]

Другое проткЕоречис, заложенное в протон-электронной модели, можно обнаружить при рассмотрении статистики ядер изотопа N. Макроскопические сеойстез, такие как распределение энергии по молекулам газа, описываются классической статистикой Больцмана, но для ядер и элементарных частиц оказалось необходимым ввести новый статистический подход. На основе квантовой теории были разработаны два типа статистики. Если координаты двух идентичных частиц в системе можно взаимно переставить без изменения знака волновой функции, описывающей систему, то она подчиняется статистике Бозе—Эйнштейна. Однако, если волновая функция антисимметрична, другими словами, если знак волновой функции меняется при перестановке координат, то система подчиняется статистике Ферми —Дирака, причем различие состоит в том, что принцип запрета Паули [c.392]

Для бета-излучения известны случаи, когда бета-распад приводит конечное ядро непосредственно в его основное состояние. Как можно видеть из рис. 11-12, этот случай имеет место для изотопа 5с, который переходит в результате и пy кaния одной бета-частицы в основное состояние 11. Для этого распада интересно определить энергию распада, классификацию распада как разрешенного или запрещенного и распределение ядерного спина между начальным и конечным уровнями. Энергия распада — это та же самая энергия, что и граничная энергия бета-частицы, и она может быть определена из графика Ферми для бета-спектра. Для этого частного случая распределение уровней может быть выявлено из других источников информации, и оказалось, что значение / /2 отвечает как 5с, так и Однако еще нужно определить, соответствует ли такое распределение ядерных спинов классификации распада. Так как оба уровня — это /-уровни, то изменения четности не происходит и ясно, что изменение спина Д/ = 0. Это значит, что переход должен быть разрешенным. Далее, если теория верна, то значение g fTl/. будет также в допустимом интервале. Рассчитанное значение gfT L равно 5,7. Эта величина попадает в допустимые пределы, и, значит, теория и эксперимент в данном частном случае соответствуют друг другу. Установлено огромное число более сложных схем распада и некоторые из них, включая изомерный показаны на рис. [c.412]

После окончательного утверждения атомной теории химическим элементом стали называть совокупность атомов, имеющих одинаковый атомный вес. С открытием явления изотопии химическим элементом стали называть вид атомов, характеризующихся одинаковым зарядом ядра или порядковым номером. Каждую разновидность элемента или каждый его изотоп можно считать элементом. Поэтому изотопу присвоено название протия, изотопу — название дейтерия и символ D, а изотопу — название трития и символ Т. Специальные названия имеют не только изотопы водорода, но и изотопы элемента с Z = 86 sIRn — называется радон — торон п [c.39]

С развитием электронной теории строения атомов стало ясно, что химические свойства эле.ментов являются функцией электронной структуры атомов. Отсюда следует, что в качестве объективного критерия, однозначно определяюи его положение элемента в периодической системе, целесообразно выбрать именно электронное строение атома. Поэтому в развитии периодического закона выделяют три этапа. На первом этапе в качестве аргумента, определяющего свойства элементов, была выбрана атомная масса и закон был сформулирован Д. И. Менделеевым следующим образом Свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в пер1[одической зависимости от нх атомного веса . На втором этапе было выяснено значение атомного номера, который, как оказалось, определяет заряд ядра атома. Открытие изотопов и изобаров показало, что истинным аргументом, определяющим природу элемента, является именно заряд ядра, а не атомная масса. Действительно, [c.6]

Особенности, присущие квантовым жидкостям, наиболее отчетливо обнаруживаются у жидких стабильных изотопов гелия Не и Не. Это вызвано тем, что атомы гелия в основном состоянии не способны к химическому взаимодействию друг с другом. При атмосферном давлении они притягиваются друг к другу, видимо, лишь с помощью дисперсионных сил, которые очень слабы и ие могут упорядочить атомы даже при О К- Упорядочению препятствует нетепловая (нулевая) энергия движения гелия, поэтому Не и Не при атмосферном давлении не затвердевают. Точка сосуществования жидкости, пара и твердой фазы у Не и Не отсутствует. Этот факт, необъяснимый с позиций докванто-вой физики, есть одно из проявлений квантовых свойств жидкого гелия. Представление о нулевой энергии движения вытекает из квантовой теории. [c.226]

Работая в настоящее время в области разделения изотопов методами ректификации, я у ке в течение ряда лет поддерживаю тесный научный контакт с советскими коллегами и со специалистами стран иароднон демократии. Я надеюсь поэтому, что русское издание руководства по лабораторной ректификации будет способствовать еще большему сближению н более широкому обмену опытом между нашими странами с целью дальнейшего развития теории лабораторной ректификации. [c.7]