Атомное ядро характеристики

Важнейшая характеристика атомного ядра —число протонов (заряд ядра). В целом атом нейтрален, так как число протонов в ядре равно числу электронов в атоме. Число протонов или число электронов в атоме называется атомным номером, который совпадает с порядковым номером элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Совокупность атомов с одинаковым [c.23]

Важнейшая характеристика атомного ядра — число протонов (заряд ядра). Так как в целом атом не заряжен, то число протонов в ядре определяет число электронов в атоме. Число протонов или число электронов в атоме называется атомным номером, который является порядковым номером элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Совокупность атомов с одинаковым атомным номером называется элементом. В природе найдены элементы с атомными номерами от 1 до 92. После создания ядерных реакторов и сверхмощных ускорителей ученые научились получать новые элементы, не существующие на Земле. Были получены элементы с атомными номерами до 105. [c.20]

Вторая основная характеристика атома — массовое число, равное сумме числа протонов и числа нейтронов в ядре. Массовое число близко по величине к массе атома, выраженной в атомных единицах. Это получается в результате компенсирующего влияния двух факторов. С одной стороны, массы нуклонов (а. е. м.), как видно из табл. 1, несколько превышают единицу (на величину порядка 0,008). С другой стороны, примерно такое же уменьшение массы в расчете на один нуклон происходит при слиянии нейтронов и протонов в атомное ядро. Это уменьшение,- известное как дефект массы, в соответствии с законом об эквивалентности массы и энергии (1.23) определяет энергию связи атомного ядра, т. е. энергию, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на составляющие его про- [c.20]

Вторая основная характеристика атома — массовое число, равное сумме чисел протонов и нейтронов в ядре. Массовое число близко по величине к массе атома, выраженной в атомных единицах. Это получается в результате компенсирующего влияния двух факторов. С одной стороны, массы нуклонов (а. е. м.), как видно из табл. 1, несколько превышают единицу (на величину порядка 0,008). С другой стороны, происходит примерно такое же уменьшение массы в расчете на один нуклон при слиянии нейтронов и протонов в атомное ядро. Это уменьшение, известное как дефект массы, в соответствии с законом об эквивалентности массы и энергии (1.23) определяет энергию связи атомного ядра, т. е. энергию, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на составляющие его протоны и нейтроны. Например, энергия связи ядра гелия составляет 28,2 МэВ (28,2 млн. электрон-вольт или мегаэлектрон-вольт), В соответствии с уравнением (1.23) дефект массы при образовании ядра гелия составляет [c.24]

Атомные ядра и электроны, имея определенный электрический заряд, могут обладать и некоторым магнитным моментом, причем у ядра он примерно на три порядка меньше, чем у электрона. Молекула как система, состоящая из этих заряженных частиц, также может -характеризоваться вектором магнитного момента, который связан главным образом с орбитальным и спиновым движениями электронов. Еще одной характеристикой молекулы является тензор магнитной восприимчивости. Этими свойствами и определяются явления, происходящие при нахождении молекулы в магнитном поле. К важнейшим физическим методам исследования, связанным с изучением результатов взаимодействия молекул вещества с постоянным и переменным внешними магнитными полями, относятся методы радиоспектроскопии ЯМР и ЭПР. [c.6]

Период полураспада (Т. д)- время, за которое количество нестабильных частиц уменьшается наполовину. П. п.— одна из основных характеристик радиоактивных изотопов, неустойчивых элементарных (фундаментальных) частиц. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева — естественная система химических элементов. Расположив элементы в порядке возрастания атомных масс (весов) и сгруппировав элементы с аналогичными свойствами, Д. И. Менделеев составил таблицу элементов, выражающую открытый им периодический закон Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, стоят в периодической зависимости от их атомного веса (1869—1871 гг.). Периодический закон и периодическая таблица элементов Д. И. Менделеева позволяют установить взаимную связь между всеми известными химическими элементами, предсказать существование ранее неизвестных элементов и описать их свойства. На основе закона и периодической системы Д. И. Менделеева найдены закономерности в свойствах химических соединений различных элементов, открыты новые элементы, получено много новых веществ. Периодичность в изменении свойств элементов обусловлена строением электронной оболочки атома, периодически изменяющейся по мере возрастания числа электронов, равного положительному заряду атомного ядра Z. Отсюда современная формулировка периодического закона свойства элементов, а также образованных ими простых и сложных соединений находятся в периодической зависимости от величин зарядов их атомных ядер (Z). Поэтому химические элементы в П. с. э. располагаются в порядке возрастания Z, что соответствует в целом их расположению по атомным массам, за исключением Аг—К, Со—N1, Те—I, Th—Ра, для которых эта закономерность нарушается, что связано с нх изотопным составом. В периодической системе все химические элементы подразделяются на группы и периоды. Каждая группа в свою очередь подразделяется на главную и побочную подгруппы. В каждой подгруппе содержатся элементы, обладающие сходными химическими свойствами. Элементы главной и побочной подгрупп в каждой группе, как правило, обнаруживают между собой определенное химическое сходство главным образом в высших степенях окисления, которое, как правило, соответствует номеру группы. Периодом называют совокупность элементов, начинающуюся щелочным металлом и заканчивающуюся инертным газом (особый случай — первый период) каждый период содержит строго определенное число элементов. П. с. э. имеет 8 групп и 7 периодов (седьмой пока не завершен). [c.98]

Выше рассмотрены свойства таких важных элементарных частиц, как электроны. Остановимся вкратце на характеристиках некоторых других элементарных частиц, особенно тех, представление о которых необходимо для понимания строения атомного ядра. Попутно коснемся и некоторых закономерностей в строении атомного ядра, имеющих большое значение в химии. Помещаемый здесь материал можно рассматривать лишь как краткий очерк по ядерной физике и ядерной химии. С основной аппаратурой, устройствами, методами анализа, применяемыми в ядерной физике и химии, можно ознакомиться по специальной литературе (ускорители, реакторы, масс-спектрографы, камеры Вильсона и пузырьковые камеры и т. д.). [c.31]

Ядерные силы. Взаимодействие между нуклонами в ядре. Изучение энергетических характеристик нуклонов в атомных ядрах показывает, что природа сил, которые обусловливают взаимодействие между нуклонами, приводящее к образованию ядра, существенно иная, чем в случае электростатического или гравитационного взаимодействия. Прежде всего, эти силы действуют на чрезвычайно малых расстояниях, на которых осуществляется взаимодействие порядка 2—3 10 м. На этих расстояниях ядерные силы во много раз превышают силы электростатического взаимодействия. Однако, в отличие от последних, с увеличением расстояния между нуклонами ядерные силы убывают обратно пропорционально не квадрату расстояния, а гораздо более высоким степеням. [c.10]

Вторая важнейшая характеристика атомного ядра — массовое число А. Оно равно числу нуклонов [c.17]

Однако все элементы периодической системы с 2>83 (т. е. после висмута) радиоактивны, не имеют стабильных изотопов. Большое практическое значение имеют и многие искусственно получаемые радиоактивные изотопы. Поэтому в наши дни важнейшей характеристикой химического элемента являются не только химические свойства, определяемые строением электронной оболочки атома, но и свойства атомного ядра, прежде всего его стабильность. Современная химия решает задачи, связанные с выделением и очисткой отдельных изотопов, как стабильных, так и радиоактивных, их практическим использованием, например при работе АЭС. От строения и устойчивости атомного ядра изотопов того или иного химического элемента зависит его распространенность, влияющая на распределение элемента в земной коре и на земном шаре, сочетание элементов друг с другом в минералах и месторождениях. [c.208]

Характеристика атомного ядра [c.36]

НОГО облака. Аналогичную задачу для легких атомов можно решить и методом самосогласованного поля (метод ССП), предложенным Хартри и развитым Фоком. В этом методе рассматриваются одноэлектронные волновые функции электронов, движущихся в квазицентральном поле, создаваемом ядром и усредненным полем всех остальных электронов (одноэлектронное приближение). Эти одноэлектронные волновые функции и представляют собой атомные орбитали (АО). Наконец, в методе Слейтера предполагается движение электрона многоэлектронного атома в центрально-симметричном поле, создаваемом эффективным зарядом ядра 2—3, где 8 — постоянная экранирования ядра всеми остальными электронами. Постоянная экранирования — количественная характеристика того, насколько внутренние электроны экранируют внешние электроны от действия заряда атомного ядра. Принципиальные результаты, к которым приводят расчеты многоэлектронных атомов указанными приближенными методами, следующие [c.37]

Величина g, называемая ядерным g-фактором, является количественной характеристикой ядра данного изотопа эта величина учитывает отличие реального атомного ядра от классической модели. Постоянную [c.11]

Таким образом, каждое атомное ядро имеет следующие основные характеристики заряд (2) и массу (Л). В настоящее время общепринято, что структурными составляющими всех атомных ядер ( нуклонами ) являются две более простые частицы с почти одинаковой массой, очень близкой к единице атомных весов. Одна из этих частиц — протон (р) — несет единицу положительного заряда, а другая — нейтрон (п)—электрически нейтральна. Структуру любого атомного ядра можно выразить простой формулой 7р -1- (Л — Z)n, где А — округленная [c.73]

Число протонов в атомном ядре определяет общий положительный заряд ядра и тем самым число электронов, необходимое для образования нейтрального атома. Число протонов, или, что то же, атомный номер элемента, определяет химическое поведение атома. Именно величина положительного заряда ядра является той принципиальной характеристикой, по которой различаются атомы элементов в периодической системе. Число нейтронов в атомном ядре не играет столь значительной роли. На химическое поведение атома нейтроны оказывают несуществен- [c.9]

Таким образом, каждое атомное ядро имеет следующие основные характеристики заряд (2) и массу (А). В настоящее время общепринято, что структурными единицами атомных ядер ( нуклонам и ) являются две более простые частицы с приблизительно одинаковой массой, очень близкой к единице атомных масс. [c.64]

Аналогично для характеристики поведения электрона в поле атомного ядра может оказаться существенным не положение электрона по отношению к трем координатам, а только вероятность нахождения электрона в определенном объеме атома. [c.54]

Энергия связи нуклонов и устойчивость атомного ядра< Одна из основных характеристик атомного ядра — энергия связи составляющих его частиц. Мерой этой энергии Е является работа, которую необходимо совершить для отрыва друг от друга и разведения в бесконечность всех нуклонов ядра. Энергию связи нуклонов в ядре можно подсчитать с помощью известного соотношения, вытекающего из теории относительности [c.8]

Вернемся теперь к описанию электронного строения с помощью волновой функции. Разделение волновой функции на две составляющие удобно потому, что эти части связаны с различными свойствами. Радиальная часть определяет энергию системы, и она инвариантна к операциям симметрии. Квадрат радиальной функции имеет вероятностный смысл, и его количественная характеристика возможна при фиксированных значениях угловых параметров 0 и Ф. Эти угловые переменные задают фиксированное направление от атомного ядра, и квадрат радиальной функции пропорционален вероятности нахождения электрона в элементе объема, расположенном вдоль выбранного направления. Чтобы определить вероятность нахождения электрона внутри сферической оболочки радиуса г, окружающей ядро, необходимо проинтегрировать по обеим угловым переменным. В результате получается функция радиального распределения. [c.251]

Из работ Мозли следовало, что с помощью рентгеновских лучей, образующихся при столкновении пучка электронов с металлической мишенью, можно измерить заряд атомного ядра. Именно в этой характеристике заключалось основное различие между атомными ядрами разных элементов, и Мозли назвал ее порядковым (атомным) номером элемента (рис. 4.11). Это позволило установить строгую последовательность элементов, не обращаясь к свойствам внешних частей атома, различным спектрам, связанным с его внешними частями (см. разд. 5.1), и к химическим свойствам элементов. Оказалось, что Мозли нашел способ измерения числа единичных положительных зарядов (позднее названных протонами) в атомном ядре. Это открытие позволило разрешить несколько невыясненных вопросов [c.64]

Суш,ественной характеристикой молекулярных орбиталей является их симметрия. Симметрия молекулярных орбиталей влияет на прочность осуш,ествляемых ими химических связей. Особенно распространены молекулярные орбитали, для которых ось, соединяюш,ая атомные ядра, служит осью враш,ения и которые, таким образом, имеют цилиндрическую симметрию. Это так называемые а-орбитали. Другой очень важный и часто встречающийся тип молекулярных орбиталей орбитали, антисимметричные относительно плоскости, содержащей в себе ядерную конфигурацию молекулы или некоторый ее фрагмент , — так называемые я-орбитали. [c.245]

Энергия связывающей а-орбитали, образовавшейся между различными атомами, ниже, чем соответствующих атомных орбиталей, и молекулярная орбиталь обладает характеристиками, подобными атомной орбитали с низкой энергией (велико взаимодействие с другими атомными ядрами). Энергия разрыхляющей а-орбитали выше, чем у каждой атомной орбитали, и она обладает свойствами, подобными атомной орбитали с более высокой энергией. В карбонат-ионе а-орбиталь а-связи локализована в плоскости орбиталей О, и взаимодействие с ядром О сильнее, чем с ядром С. Это четко проявляется в сдвиге в сторону кислорода участвующих в связи электронов (табл. 4.4). Напротив, плоскость, в которой локализована молекулярная я-орбиталь, перпендикулярна плоскости, в которой локализована а-орбиталь, и она обладает совершенно иными свойствами. Обычно стабилизация при образовании молекулярных орбиталей тем больше, чем меньше разность энергий валентных состояний двух атомов. [c.158]

Величина AW определяется взаимод. атомного ядра с внеядерными полями. К важнейшим типам этих взаимод., сказывающихся на характеристиках мессбауэровских спектров, относятся [c.324]

Теория атомного ядра, на которой базируется описание ядерных свойств изотопов, представляет собой едва ли не самую обширную область современной физики и детально излагается и обсуждается во многих учебниках и монографиях (см., например, [2, 7-10]). Ядерные характеристики нуклидов весьма полно представлены в ряде справочников [1, 4, 11-16] и международных базах данных. Поэтому в настоящем разделе мы лишь кратко представим качественное описание тех ядерных характеристик изотопов, на которых основаны основные принципы их получения, регистрации или возможных применений. К их числу помимо массы и заряда можно отнести радиус ядра, энергию связи, магнитный и квадрупольный моменты, спектр возбуждённых состояний, сечения ядерных реакций. [c.20]

Классификация методов разделения изотопов. Все известные методы разделения изотопов можно разбить на следуюш,ие четыре группы в зависимости от того, какая из атомно-молекулярных характеристик меняется при различном числе нейтронов в ядре и используется соответственно для организации процесса разделения изотопов [c.357]

Эффективное сечение. В отличие от химических реакций, при которых исходные вещества, взятые в эквивалентных количествах, реагируют практически нацело, ядерную реакцию вызывает лишь небольшая доля частиц из общего потока, пронизывающего бомбардируемую мишень. Это происходит прежде всего из-за малых размеров атомного ядра но сравнению с размерами всего атома, вследствие чего вероятность соударения бомбардирующей частицы и ядра, приводящего к ядерной реакции, крайне мала (при наиболее благоприятных условиях ядром захватывается не более одной частицы из 6—8 тыс.). Для количественной характеристики вероятности протекания ядерной реакции принято использовать величину эффективного сечения (а). Эффективное сечение имеет размерность площади (см частица). Этот способ выражения вероятности ядерных процессов связан с представлением, что вероятность захвата падающей частицы ядром пропорциональна площади поперечного сечения ядра-мишени. Если в плоскости сечения ядра, перпендикулярной потоку падающих частиц, выделить площадку величиной 0, то каждая частица, прошедшая через эту площадку, должна взаимодействовать с ядром. [c.61]

Электрический заряд и масса являются двумя важнейшими характеристиками атомного ядра, определяющими его индивидуальность. Все атомные ядра, а число ныне известных различных атомных ядер близко к полутора тысячам, могут быть расположены в двухмерной системе координат, где одна координата данного ядра есть масса, а другая — заряд. [c.5]

Основной характеристикой атомного ядра является масса. Масса ядра всегда меньше суммы масс свободных протонов и нейтро-н6в7из которых образовалось атомное ядро. Это обусловлено тем, что при образовании атомного ядра часть массы идет на ,увеличение энергии в количестве, определяемом уравнением Л. Эйнштейна [c.20]

Химическая активность атомов в свободном состоянии зависит от одних причин (заряд ядра, характеристика атомного остова, валентных электронов, наличия вакантных оэбиталей), а для атомов в связанном состоять — еще и от типа химической связи, типа кристаллической реи[етки. Вот почему в различных рядах активности положение отдел ,ных элементов может меня гъся. Например, восстановительная активность щелочных металлов в расплавах изменяется в одной последовательности [c.64]

Таким образом, согласно этому закону элементы, атомное ядро которых непрочно, распространены мало, а элементы с прочным атомным ядром имеют большую распространенность. В то же время нахождение данного элемента в земной коре в сочетании с темн или иными элементами (т. е. в виде определенных химических соединений, минералов) определяется уже не свойствами атомного ядра, а химическими свойствами — строением его электронной оболочки. Так, если два элемента обладают сходными по строению электронными оболочками, то они будут образовывать сходные но свойствам минералы и в природе их можно обнаружить в одном и том же месторождении совместно. Если, напротив, характеристики двух элементов очень различны (наиример, Na и I), но они взаимодействуют друг с другом, образуя соединение (минерал) высокой прочности (например, Na l), то эти два элемента вследствие специфики строения их электронных оболочек тоже в природе встречаются совместно. [c.242]

В сложном атоме содержится несколько электронов, и для характеристики состояния такого атома целесообразно суммировать векторы, выражающие орбитальные и спиновые моменты отдельных электронов. При необходимости yчитывJ ть спин-орбитальное взаимодействие надо суммировать векторы Е м 3 для всех электронов, а затем взять их общую векторную сумму (число /). Атомное ядро имеет свой спин (внутренний момент) он может принимать значения, кратные все той же величине /г/2я (целые или по-луцелые кратные значения). Этот спин определяют из сверхтонкой структуры атомных спектров методами радиоспектроскопии и иными способами. [c.80]

Состав атомных ядер. Каждое атомное ядро имеет две основные характеристики — заряд и массу. Так как структурными единицами простейшего атома — атома водорода — являются протон и электрон, наиболее естественным представлялось допушение, что из таких же частиц должны строиться атомные ядра и более тяжелых элементов. С этой точки зрения характерная для того или иного ядра масса может быть, набрана им только за счет входящих в его состав протонов, масса каждого из которых приблизительно равна единице атомных масс (в то время как масса электрона составляет только 0,00055 этой единицы). Отсюда следовало, что число содержащихся в ядре атома данного элемента протонов должно быть равно его атомной массе А). [c.505]

Для исследования строения электронных оболочек атомов и молекул используют резонансное испускание и поглощение у-квантов атомными ядрами в твердых телах без потери части энергии на отдачу адра (см. Мёссбауэровская спектроскопия). Измеряя интенсивность прошедшего через поглотитель у-из-лучения в зависимости от скорости перемещения источника излучения (или поглощения), получают мёссбауэровский спектр, характеристиками к-рого являются положение линий, их число, относит, интенсивность, форма и площадь. Зависимость вероятности эффекта Мёссбауэра от т-ры и давления используют для установления координац. чисел, наблюдения фазовых переходов, определения дефектов в кристаллич. решетках, возникающих вследствие радиац. повреждений, [c.512]

В нриродньк почвах всегда присутствуют различные радионуклиды -радиоактивные элементы с нестабильным атомным ядром естественного или техногенного происхождения, вызывающие мутагенные и канцерогенные изменения в живьк организмах. Одной их важнейших характеристик радионуклидов является период полураспада - время, необходимое для распада 50 % присутствующих радиоактивных атомов. Папример, период полураспада калия-42 составляет 12,5 часа, йода-131 - 8 дней, кобальта-бО [c.54]

На основе классической электронной теории были созданы представления об электронных смещениях в химических связях. Электронное смещение наблюдается почти во всех случаях, когда химическая связь образуется из двух различных элементов. Каждый элемент имеет свой ядерный заряд и свой атомный радиус, которые определяют способность притягивать электроны. Другими словами, каждый элемент имеет свое характерное ядерное силовое поле, в котором размещаются электроны. Чем больше способность атомного ядра притягивать электроны, тем больше и смещение электронов в химической связи в направлении этого атома. С целью характеристики этого сродства к электрону была создана шкала значений электроотрпцательности. Электроотрицательность — мера способности атома или группы атомов притягивать электроны из других частей той же молекулы. Впервые такую шкалу разработал Л. Полинг. Чем больше электроотрицательность атома, тем сильнее его сродство к электрону. [c.27]

Как было показано в предыдуш,ем разделе, при отклонении числа протонов или числа нейтронов от области стабильности энергия связи ядра оказывается отрицательной. При этом даже в отсутствии всякого внешнего воздействия атомное ядро оказывается нестабильным по отношению к самопроизвольному превраш,ению в другие ядра с испусканием каких-либо частиц, т. е. радиоактивным. По сравнению с рассмотренными выше обш,ими ядерными характеристиками, присуш,ими всем изотопам, в том числе и стабильным, свойства радиоактивных изотопов характеризуются дополнительным набором параметров, основные из которых мы и рассмотрим далее. [c.25]

Решение этой проблемы, равно как и объяснение сходства свойств редких земель, было найдено в изучении распределения электронов вокруг ядер атомов и было в основном достигнуто работами Нильса Бора. Бор исходил из предложенной в 1911 г. Резерфордом модели атома внутри атома существует положительно заряженное ядро, вокруг которого по замкнутым орбитам вращаются электроны в таком числе, что их общий отрицательный заряд нейтрализует положительный заряд ядра. 1 епирь задача сводилась к тому, чтобы отыскать количественную характеристику конфигурации электронно оболочки для оиределения места отдельных оболочек и отдельных электронов в облаке , окружающем атомное ядро. [c.81]

БЕТА-РАСПАД (Р распад) — радиоактивное превращение атомного ядра, при к-ром испускаются Р-частицы, т. е. электроны (р )или позитроны (Р+) в В.-р. включается также электронный пахват, т. е. захват атомным ядром одного из электронов окру-жаюп(ей ядро электронной оболочки. 1 роме позитрона (или электрона), в каждом акте В.-р. испускаются также нейтрино или, соответственно, антинейтрино (см. Элементарные частицы) при электронном захвате испускается нейтрино. Массовое число ядра при Б.-р. не изменяется. Заряд ядра увеличивается на единицу при испускании электрона и умепь-шается на единицу при испускании позитрона или электронном захвате. При этом атом данного химич. элемента превращается в атом другого (соседнего) элемента. Энергия, выделяющаяся при Б.-р., по-разному распределяется между электроном (позитроном) я антинейтрино (нейтрино). Поэтому энергия вылетающих электронов (нозитронов) может принимать любые значения от О до нек-рой макс. величины [.ран — т. н. граничной. энергии Б.-р. (в большинстве случаев составляющей неск. Мне). Значение граи может служить характеристикой атомного [c.215]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология