Ядро, заряд стабильность

Электрофильные замещения в аренах сопровождаются переносом электрона от сопряженной системы ароматического ядра к атакующей группе. Введение заместителя в ароматическое ядро приводит к перераспределению исходной электронной плотности за счет воздействия заместителя. Кроме того, направленность атаки зависит от эффективных объемов заместителя и входящей группы. Следует отметить, что введенная алкильная группа может оказывать пространственное влияние как на общую реакционную способность, так и на селективность при атаке определенных положений ядра. Эти явления находят практические применения- при использовании объемных групп (например, грег-бутильных) для экранирования необходимых положений ароматического ядра. Кроме того, скорость реакции зависит от стабильности сг-комплекса, а заместитель способен локализовать (или делокализовать) имеющийся в этом комплексе заряд. [c.40]

Атомы одного и того же элемента могут иметь различные массовые числа, так как их ядра при равном числе протонов содержат разное число нейтронов. Атомы, имеющие одинаковый заряд ядра, но различные массовые числа, называются изотопами. Так, кислород имеет изотопы с массовыми числами 16, 17, 18, т. е. вО, аО, 0 (цифра 8 внизу слева от символа элемента означает число протонов). В табл. 2 приведены некоторые стабильные изотопы. [c.9]

Атомные ядра включают N нейтронов и Z протонов. Параметры и свойства атомных ядер влияют на протекание химических процессов, так как масса, заряд, энергия связи, устойчивость и ядерный спин ядра в значительной мере определяют свойства атома в целом. Отметим прежде всего, что с помощью масс-спектроскопических методов можно обнаружить разность ме кду массой ядра и массой, найденной простым суммированием масс составляющих его нуклонов, — так называемый дефект массы Ат. Энергетический эквивалент дефекта массы представляет собой энергию связи нуклонов в ядре. Ат = = 1,0078 Z+1,0087 N —т. Для ядра гелия Ат = 0,03 а. е. м., что соответствует 27,9 МэВ. Энергия связи ядра химического элемента приблизительно линейно зависит от массового числа A=--Z- -N. Если построить график зависимости средней энергии связи па один нуклон от массового числа, наблюдается максимум при средних значениях массового числа. Таким образом, ядра со средним массовым числом более устойчивы, чем тяжелые или легкие. Следует отметить, что тяжелые ядра богаче нейтронами, чем легкие. При Z>84 уже не существует стабильных ядер. Различают следующие виды ядер изотопы (равные Z, неравные N), изотоны (неравные Z, равные N), изобары (неравные Z, неравные N, равные А), изомеры (равные Z и N, однако внутренняя энергия неодинакова). Для нечетных А имеется лишь одно стабильное ядро, а для четных — несколько стабильных ядер изобаров (правило изобар Маттауха). [c.34]

Наряду с энергией связи и стабильностью ядер больщое значение в химических процессах имеют также магнитный и электрический моменты ядра. Спин ядра складывается из спинов нуклонов С/2Й) таким образом, что составляет четное или нечетное число, кратное исходному спину /гй. Поэтому спин ядра может для разных элементов меняться от О до 4,5. Он проявляется в сверхтонкой структуре атомных спектров и является основой метода ядерного магнитного резонанса. Так называемый квадрупольный момент ядра Q отражает асимметрию распределения заряда в ядре. Он особенно важен при взаимодействии между неполярными молекулами (например, молекулами СОг в газовой фазе). Q дает также информацию об отклонении ядра от сферической формы. [c.35]

Все атомы одного и того же элемента имеют одинаковое число протонов и, следовательно, одинаковый заряд ядра, но могут содержать различное количество нейтронов, а значит, и различное массовое число. Такие атомы называют изотопами. Следовательно, изотопы —это атомы одного и того же химического элемента, отличающиеся друг от друга содержанием нейтронов в ядре. Например, водород имеет такие изотопы Н — протий (2 = 1, Л = 1), О —дейтерий (2=1, А = 2) и Т —тритий (2=1, Л=3). Почти все химические элементы состоят из нескольких изотопов. Изотопы делятся на две группы стабильные и радиоактивные. Ядра стабильных изотопов вполне устойчивы, ядра радиоактивных изотопов самопроизвольно распадаются, превращаясь в ядра других элементов. [c.17]

АТОМНОЕ ЯДРО — центральная составная часть атома, в которой сосредоточена основная масса атома. А. я. имеет положительный заряд, определяющий количество электронов вокруг А. я. нейтрального атома, и порядковый номер элемента Z в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. А, я. состоит из протонов и нейтронов. Сумма протонов и нейтронов называется массовым числом и обозначается буквой М, Размеры А. я. (радиус 10 см) весьма малы по сравнению с размерами атома (10 см), но почти вся масса атома сосредоточена в А. я. А. я., имеющие одинаковое 2, но различное М, называются (как и соответствующие им атомы) изотопами и обозначаются символом атома со значениями М вверху и 2 внизу слева. Например, стабильные изотопы кислорода обозначаются 0, О, дО. Число А. я. значительно больше числа химических элементов, т. к. каждый химический элемент имеет ряд стабильных или радиоактивных изотопов. А. я. отличаются свойствами и строением. [c.34]

Электролиты, находящиеся в коллоидном растворе, уменьшают дзета-потенциал и соответственно понижают устойчивость коллоидного раствора. Именно поэтому с целью повышения устойчивости применяют диализ для удаления электролитов из коллоидного раствора. Однако глубокий диализ приводит к противоположному результату, вызывая коагуляцию коллоидов. Рассмотрим коллоидный раствор положительно заряженных частиц (Agl), , который содержит некоторое избыточное количество ионов Ag и примеси нитрата натрия, от которой необходимо избавиться с помощью диализа. Во время диализа происходит одинаковое относительное уменьшение концентрации всех ионов, которые находятся в растворе, — примеси Na+, N07 и ионов Ag . Последние должны содержаться в растворе для сохранения адсорбционного равновесия, т. е. для сохранения стабильным наряда коллоидных частиц (Agi),,,. Как видно из рисунка 106, уменьшение концентрации ионов серебра в растворе, происходящее вместе с уменьшением концентрации примесей (Na и N07), вначале мало влияет на величину адсорбции ионов Ag+. Заряд ядра и соответственно величина термодинамического потенциала почти не изменяются, а в связи со значительным уменьшением концентрации противоионов (ионов N07) в растворе возрастает дзета-потенциал устойчивость коллоидного раствора увеличивается. [c.423]

Конечно, здесь речь идет об определенных изотопах элемента, чаще всего о главных, наиболее стабильных, т. е. тех, которые доминируют в природной плеяде его изотопов. Например, в плеяде водорода преобладает самый легкий изотоп [ Н (99,98%). Более тяжелого изотопа — дейтерия 1 0 — только 0,02%. Таким образом, резко преобладает легкий изотоп, и можно сделать вывод, что наиболее устойчивое атомное ядро имеет изотоп Н. При написании символа, обозначающего тот или иной изотоп, в соответствии с предложением Ф. Жолио-Кюри, число нуклонов или округленное значение атомной массы и заряд ядра записывают слева от символа элемента соответственно сверху и снизу = + Э. Например, изотоп урана-238 обозначается как 9223 и. [c.212]

Изотопы. Существуют ядра с одним и тем же значением I, но с различным значением А, т. е. ядра с различным содержанием нейтронов. Атомы, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное количество нейтронов, называются изотопами. Так, символами бС и еС обозначают изотопы углерода. Большинство химических элементов является совокупностями изотопов. Например, природный кислород состоит из изотопов вО (99,76 %), вО (0,04 %) и 0 (0,2 %), природный хлор — из изотопов 7С1 (75,53 %) и /С (24,47 %). Наличие нескольких изотопов у элементов — основная причина дробных значений атомных масс элементов. Наиболее многочисленны изотопы (по 6—10) у элементов с 2 от 40 до 56, т. е. расположенных в середине периодической системы элементов. При этом число устойчивых (стабильных) изотопов меньше числа неустойчивых, т. е. радиоактивных. Элементы, начиная с 84 (полоний) и кончая 92 (уран), состоят только из неустойчивых изотопов. При 2 > 92 изотопы становятся настолько нестабильными, что все тяжелые элементы, начиная с нептуния (93), получены искусственным путем. [c.399]

В случае образования радиоактивного изотопа в мишени по ядерной реакции, протекаюшей с изменением заряда ядра (и, р л, а р, п р, у п с1, 2и а, р а, п а- и р-распад и т. п.), т. е. с образованием нового элемента, мох<но произвести его химическое отделение. При этом в большинстве случаев необходимо прибавление стабильного изотопа выделяемого радиоактивного элемента — так называемого изотопного носителя, так как абсолютные количества радиоактивных изотопов, получающихся при ядерных превращениях, и их концентрация так малы, что при попытке их выделения методом осаждения, например, невозможно достигнуть величины произведения растворимости даже наименее растворимых соединений. [c.589]

При замене в метане атомов водорода фенильными радикалами стабильность аннона возрастает с увеличением числа этих радикалов вследствие делокализации отрицательного заряда по бензольным ядрам. [c.241]

Данные табл. 6 позволяют связать более тонкие изменения энергий ионизации с характером заполнения электронных оболочек. Для элементов второго периода при переходе от лития к неону наблюдается возрастание энергии ионизации. Это объясняется увеличением заряда ядра при постоянстве числа электронных слоев. В то же время возрастание энергий ионизации первого порядка происходит внутри периода неравномерно. Так, например, у бериллия и азота наблюдается заметное увеличение /1 по сравнению с последующими элементами — бором и кислородом. Аналогичное нарушение монотонности в изменении числовых значений первых ионизационных потенциалов характерно и для других периодов Системы.- Объясняется это тем, что повышенной стабильностью отличаются атомы, у которых внешняя электронная оболочка либо сов- [c.63]

Количество известных в настоящее время изотопов превышает 1500. Однако стабильными из них являются только около трехсот. Имеется ряд попыток создания периодической системы изотопов, которая подобно периодической системе химических элементов поясняла бы связь различных характеристик изотопов с их массовым числом и зарядом ядра, а также позволила бы предсказать свойства еще не открытых изотопов. Однако системы, которую можно было бы считать удачной хотя бы в первом приближении, до настоящего времени не существует, что можно считать естественным, поскольку громадное число изотопов, обладающих необычайно разнообразными физическими и химическими свойствами, делает задачу разработки подобной системы весьма сложной. Однако целый ряд закономерностей в распространении стабильных изотопов, представляющих чрезвычайно большой интерес для химии и имеющих большое значение для решения ряда важнейших вопросов современной системы мироздания, вскрыт. Некоторые из них излагаются ниже. [c.16]

Отсутствие стабильных изотопов у элементов с порядковыми числами 43 и 61 объясняется правилом, сформулированным Маттаухом если имеются два изобара, заряды ядер которых различаются на единицу, то, по крайней мере, один из них должен быть неустойчивым. Разберем правило Маттауха на примере элемента с Z = 61. У элемента с порядковым номером 60 — неодима —существуют стабильные изотопы с массовыми числами 142, 143, 144, 145, 146, 148 и 150. У элемента с г = 62 — самария — изотопы с массовыми числами 144, 147, 148, 150, 152, 154, 159. Таким образом, у элемента 61 не может быть устойчивых изотопов с массовыми числами от 142 до 150. Что же касается гипотетических изотопов элемента 61 с массовыми числами меньше 142 и больше 150, то существование таких вряд ли возможно, потому что первые обладали бы дефицитом, а вторые — избытком нейтронов по отношению к протонам, что привело бы к слишком уж значительным отклонениям от кривой П — р (см. рис. 3) и сделало бы ядра неустойчивыми. [c.17]

Дж. Н. Льюис (1895—1946) был одним из наиболее выдающихся американских химиков. Именно Льюис предположил, что существует связь между электронной структурой элементов, их полон<ением в периодической системе, зарядом их ионов и числом связей, образуемых элементами в органических молекулах. Согласно Льюису, атом можно представить в виде остова и внешних электронов остов состоит из ядра и внутренних электронов и остается неизменным при всех обычных химических изменениях. Химические изменения по Льюису затрагивают только внешние электроны (их обычно называют валентными электронами). Комбинация из восьми валентных электронов рассматривается как весьма стабильная. Подтверждением этого служат инертные газы, атомы которых содержат на внешней оболочке восемь электронов . (Гелий, у которого лишь два валентных электрона, является исключением.) [c.38]

Хорошо известно, что водород занимает исключительное положение в периодической таблице. Он является первым членом первой группы, в которую входят также литий, натрий, калий, рубидий и цезий, ils различных свойств химических элементов, которым посвящена гл. V, здесь рассматривается только способность атомов терять электрон и превращаться в положительные ионы Н, ЬГ, Na, К, Rb и s. Катноны элементов первой группы являются достаточно стабильными в растворителях, препятствующих соединению их с такими анионами, как F, СГ, Вг и J. Атомы всех элементов первой группы содержат один электрон, свойства которого резко отличаются от остальных этот электрон обусловливает химическое поведение и оптические свойства элемента. Остальная часть атома щелочного металла состоит из ядра с зарядом -fZe, где Z — целое число, и Z — 1 электронов, суммарный магнитный момент которых равен нулю. Можно считать, что они занимают замкнутые электронные оболочки. Таким образом, нет ничего необычного в том факте, что спектры щелочных металлов напоминают спектр атома водорода, хотя эти спектры и обладают рядом существенных отличий. [c.123]

Обратим внимание на то, что заместители, увеличивающие основность, активируют также ароматическое ядро в реакциях электрофильного замещения, а заместители, уменьшающие основность, дезактивируют ароматическое ядро в реакциях электрофильного замещения (разд. 11.5). Основность зависит от положения равновесия и, следовательно, от относительной стабильности реагентов и продуктов. Реакционная способность в реакции электрофильного замещения в ароматическом ряду зависит от скорости реакции и, следовательно, от относительной устойчивости реагентов и переходного состояния. Однако влияние данного заместителя одно и то же в обоих случаях, поскольку лимитирующим фактором является способность участвовать в распределении положительного заряда. [c.712]

Различие степеней ионизации. По мере возрастания степени ионизации одного и того же атома все без исключения потенциалы ионизации увеличиваются. При повышении заряда иона растет избыточный положительный заряд ядра, что является причиной более сильного взаимодействия с электронами (см. ниже). Масштабы этого увеличения неодинаковы, и в зависимости от вида элемента при определенных характеристических значениях степени ионизации обнаруживаются резкие скачки. Так, например, в подгруппе 1А наблюдается большое различие между отрывом первого и второго электронов. Понятны резкие экстремумы при переходах через стабильную конфигурацию благородных газов. Аналогично в четвертом и следующих [c.64]

Ионный радиус. 4 -Электроны не полностью экранируют заряд ядра, и поэтому эффективный заряд атомного ядра, действующий на внешние электроны, с ростом атомного номера несколько увеличивается, и вместе с этим несколько уменьшается ионный радиус (лантаноидное сжатие). Уменьшение ионного радиуса усиливает поляризацию координированной воды в водном растворе и облегчает отщепление протона от аква-иона, что, вероятно, облегчает образование гидроксидов. Эти предположения подтверждаются экспериментальными данными, показывающими, что растворение гидроксидов с ростом атомного номера затрудняется (табл. 5.9). Полагают, что по аналогичной причине облегчается образование карбонатных и оксалатных комплексов. Из ионов с зарядом +2 наиболее стабилен с электронной конфигурацией W, следующий по стабильности — Yb + с конфигурацией 4f . Стабильными являются состояния f , и т. е. незаполненное, заполненное наполовину и полностью заполненное состояния. Тенденция образовывать стабильные состояния с зарядом +2 у Ей и Yb проявляется и в аномально больших значениях ковалентных радиусов атомов металла для этих элементов. [c.296]

Универсальным и эффективным буфером любого заряда, своего рода молекулярным конденсатором является ароматическое ядро. Его замкнутая система л-электронов способна легко смещаться и к заряду (положительному) и от заряда (отрицательного), т. е. легко поляризуется, что и приводит к делокализации заряда. Благодаря этому эффекту как бензил-катион (33), так и бензил-анион (34) оказываются относительно стабильными частицами. [c.94]

Если бы результирующий заряд ядра и электронов на заполненных внутренних орбиталях был сконцентрирован в той точке, где находится ядро, то Зх-, Зр- и З -орбитали в многоэлектронных атомах тоже имели бы одинаковые энергии. Но экранирующие электроны занимают значительный объем пространства. Результирующее притяжение к ядру, испытываемое электроном с главным квантовым числом 3, зависит от того, насколько он приближается к ядру и проникает ли при этом сквозь облака внутренних экранирующих электронов. Согласно зоммерфельдовской модели эллиптических орбиталей, х-орбиталь проходит ближе от.ядра, чем р-орбиталь, и поэтому оказывается более стабильной, а р-орбиталь в свою очередь более стабильна, чем -орбиталь. Именно этим объясняются различия в энергии у подуровней с разными I на энергетической диаграмме атома лития, изображенной на рис. 8-13. [c.389]

Существование в Периодической системе вставных d и /-рядов существенно влияет на ионизационные потенциалы и атомные (ионные) радиусы последующих элементов. Особенно велико влияние заполненного 4/1 -слоя, которое называется лантаноидным сжатием (контракцией). Это явление заключается в том, что наличие завершенного 4/14-уровня способствует уменьшению объема атома за счет взаимодействия оболочки с ядром вследствие последовательного возрастания его заряда. Поэтому, наприм(ф, с увеличением атомного номера в ряду лантаноидов происходит неуклонное уменьшение размеров атома. Это же явление объяенж т целый ряд особенностей, характерных для d- и sp-элементов VI периода, следующих за лантаноидами. Так, лантаноидная контракция обусловливает близость атомных радиусов и ионизационных потенциалов, а следовательно, и химических свойств -элементов V и VI периодов (Zr—Hf, Nb—Та, Мо—W и т. д.). Особенно ярко это выражено у элементов-близнецов циркония и гафния, поскольку гафний следует непосредственно за лантаноидами и лантаноидное сжатие компенсирует увеличение атомного радиуса, вызванное появлением дополнительного электронного слоя. Эффект лантаноидной контракции простирается чрезвычайно далеко, оказывая влияние и на свойства sp-элементов VI периода. В частности, для последних характерна особая устойчивость низших степеней окисления Т1+ , РЬ , Bi+з, хотя эти элементы принадлежат, соответственно, к III, IV и V группам. Это объясняется наличием так называемой инертной б52-эле- ктронной пары, не участвующей в образовании связей группировки электронов, устойчивость которой опять-таки обусловлена лантаноидной контракцией. У таллия, свинца и висмута участвуют в образовании связи лишь внешние бр-электроны (Tl[6s 6p ], Pb[6s 6p2], Bi[6s 6p ]). Аналогичное явление актиноидной контракции , по-видимому, также должно наблюдаться, хотя и в меньшей степени. Однако проследить это влияние пока невозможно вследствие малой стабильности трансурановых элементов и незавершенности VII периода. Таким образом, положение металла в Периодической системе и особенности структуры валентной электронной оболочки играют определяющую роль в интерпретации химических и металлохимических свойств элементов. [c.369]

НЕЙТРОН (англ. neutron, от лат. neuter-ни тот, ни другой), электрически нейтральная элементарная частица (символ и), входящая наряду с протонами (j>) в состав практически всех атомных ядер. Общее название Н. и протонов в атомном ядре - нуклоны. Н. открыт в 1932 Дж. Чедвиком. Число Н. N в атомном ядре равно разности массового числа А и заряда ядра Z N = А — Z для стабильных ядер легких и средних элементов N примерно равно числу протонов Z для тяжелых стабильных ядер Nb 1,3-1,5 раз больше Z. [c.205]

ПРОТОН (от греч. protos-первый), стабильная элементарная частица, входящая в состав всех ядер атомов хим. элементов ядро атома самого легкого изотопа водорода H (проти . Обозначается р. Масса П. = 1,6726485(86) х X 10 кг в атомных единицах массы (а.е.м.) 1,007276470(11) в энергетич. единицах 938,3 МэВ. Масса П. в 1836 раз больше массы покоя электрона и немного меньше массы т нейтрона т - = 1,29344 МэВ. Электрич. заряд П. положителен, по абс. величине он равен заряду электрона 1,6021892 (46)-10- Кл [или 4,803242(14)-10 СГСЭ ед. заряда] уд. заряд П. очень высок-9,578756(27) х X 10 Кл/кг. Спин П. равен 1/2Л (й-постоянная Планка), магн. момент Рр = 2,792763(30)ц , где ядерный магнетон. [c.126]

До сих пор мы сосредоточивали свое внимание главным образом на ядрах и внутренних электронах. Заряд ядер определялся по рассеянию а-частиц, по стабильности ядер, но их составу в опытах с радиоактивными иревраще-ниями элементов или по их массе в опытах по отклонению частиц в полях. Сведения относительно некоторых электронов, расположенных вблизи ядра, получались из рентгеновских спектров. Чтобы завершить эту картину, необходимо более детально рассмотреть свойства остальных электронов, расположенных на внешних оболочках. Эти сведения можно получить ири пзу-чепии оптических спектров атомов. [c.218]

Мы уже упоминали, что атом имеет массивное ядро с зарядом, величина которого колеблется от - -1 для водорода до значений, превосходящих 100. Электрическая нейтральпость атомов говорит о том, что чпсло впеядерных электронов также должно увеличиваться от 1 для водорода до величины, превосходящей 100, для последних элементов в нериодической таблице Менделеева. Нам теперь предстоит рассмотреть детальные электронные конфигурации для различных атомов в их наиболее стабильных состояниях. Бором и Стонером [33] использован следующий интересный прием. Представим себе, что мы располагаем ядрами элементов и достаточным числом электронов для нейтрализации положительных зарядов ядра. Начнем с протона, или ядра атома водорода, и добавим один электрон, чтобы [c.224]

Группа, уже присоединившаяся к бензольному ядру, будет влиять на стабильность карбониевого иона в результате рассредоточения или концентрирования положительного заряда в зависимости от электронодонор-ной или электроноакцепторной природы этой группы. Из структуры иона (I—И1) очевидно, что этот стабилизующий или дестабилизующий эффект будет особенно важным, если группа присоединяется в орто- или пара-по-ложение к атому углерода, который атакуется. [c.348]

Как было указано Грином [1], распространенность р-эффектэ в ряду переходных металлов связана с наличием у них незаполненных пли заполненных -орбиталей, конфигурация и энергия которых являются подходящими для взаимодействия с р-водородны-ми или, возможно, с р-углеродными атомами. При этом более заметный эффект следует ожидать для более низких, чем для более высоких степенен окисления, поскольку в первом случае -орбита-ли занимают большее пространство из-за меньшего заряда ядра. (3-Эффект проявляется и в реакции алкильных комплексов металлов с относительно стабильными карбокатионами, например три-фенилметилом (схема 233) в этом случае также отщепление р-во-дорода, осуществляемое на этот раз внешним нуклеофилом, приводит к 0-я-изомеризации. [c.305]

Денатурация белка кислотой или щелочью определяется двумя факторами. Во-первых, свободная энергргя сферического полиэлектролита пропорциональна квадрату суммарного заряда поверхности, так что стабильность глобулы убывает в обе стороны от изоэлектрической точки. Во-вторых, изменение pH может приводить к ионизации групп, погребенных в неполярном ядре глобулы. Будучи ионизованными, эти группы притягивают гидрат-пые оболочки, что вызывает сдвиг равновесия к расплавленной форме. [c.118]

В случае флаванонов (62) простая рс1родиеновая реакция, а также сопряженная с миграцией Н-атома сопровождаются локализацией заряда на обеих частях молекулы. Стабильность возникающих фрагментов зависит от природы и расположения заместителей в ароматических ядрах. В масс-спектрах флаванонов (62) заметную интенсивность могут иметь пики ионов [М—Аг]+ [51]. [c.218]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология