Строение атома. Радиоактивность

На основе периодического закона Д. И. Менделеева, экспериментальных исследований и особенно явлений радиоактивности J быстро развивалось учение о строении ато- /О MOB и молекул. [c.30]

Однако к моменту открытия периодического закона только лишь стали утверждаться представления о молекулах и атомах. Причем атом считался не только наименьшей, но и элементарной (т. е. неделимой) частицей. Прямым доказательством сложности строения атома было открытие самопроизвольного распада атомов некоторых элементов, названное радиоактивностью. В 1896 г. французский физик А. Беккерель обнаружил, что материалы, содержащие уран, засвечивают в темноте фотопластинку, ионизируют газы, вызывают свечение флюоресцирующих веществ. В дальнейшем выяснилось, что этой способностью обладает не только уран. Титанические усилия, связанные с переработкой огромных масс урановой смоляной руды, позволили П. Кюри и М. Склодовской открыть два новых радиоактивных элемента полоний и радий. Последовавшее за этим установление природы а-, (5- н у-лучей, образующихся при радиоактивном распаде (Э. Резерфорд, 1899 —1903 гг.), обнаружение ядер атомов диаметром 10 нм, занимающих незначительную долю объема атома (диаметр 10 нм) (Э. Резерфорд, 1909— 1911 гг.), определение заряда электрона (Р. М и л л и к е н, 1909— 1914 гг.) и доказательство дискретности его энергии в атоме (Дж. Ф р а н к, Г. Г е р ц, 1912 г.), установление заряда ядра, равного номеру элемента (Г. Мозли, 1913 г.), и, наконец, открытие протона (Э. Резерфорд, 1920 г.) и нейтрона (Дж. Чедвик, 1932 г.) позво или предложить следующую модель строения атома [c.23]

Используемое ныне в научной литературе выражение "превращение химических элементов" некорректно. Оно подменяет конкретный объект превращения (атом), неопределенным понятием (химический эле.мент). Недостатком формулировки закона радиоактивных смещений (правильнее превращений ) является то, что она не выделяет подвиды атомов как объект превращения. Она, по-прежнему, "вяжет" их к смещениям в Периодической системе. Возникает принципиальное несоответствие между законом и наглядной его иллюстрацией. Периодическая система химических элементов имеет в основе своей структуры устройство электронной оболочки атомов. Строение ядра имеет здесь лишь опосредованное значение через равенство Ерц. = 1 . Закон же радиоактивных превращений касается исключительно ядерных преобразований и индифферентен (в рамках данных рассмотрений ) к структуре электронной оболочки. И в этом аспекте рассмотрения система атомов идентична системе ядер. Мы как бы на время, игнорируем присутствие электронной оболочки. [c.102]

Таким образом, мы видим, что электролиз, прохождение электрического тока в газах, радиоактивность не могли быть объяснены исходя из представлений о неделимости атома. Все эти явления указывали на сложность строения атома, на то, что в состав атома входят частички, заряженные как положительно, так и отрицательно. В результате перед учеными возникли важнейшие вопросы Как построен атом Что представляют собой отдельные части атома [c.32]

Атом давно перестал быть неделимым. После открытия естественной радиоактивности, катодных лучей и электронов были предложены первые модели строения атомов. Согласно модели первооткрывателя электрона Томсона (1904) атом представляет собой сферу положительного электричества одинаковой плотности пО всему объему диаметром порядка 0,1 нм. Электроны как бы плавают в этой сфере, нейтрализуя положительный заряд. Колебательное движение электронов возбуждает в пространстве электромагнитные волны. Экспериментальную проверку этих наглядных представлений предпринял английский физик Эрнест Резерфорд в-своих знаменитых опытах по рассеянию а-частиц (ядра атома гелия). Схема установки Резерфорда (1907) приведена на рис. 8. Радиоактивный препарат Р излучает а-частицы ( снаряды ) в виде узкого пучка, на пути движения которого ставится тонкая золотая фольга Ф. Регистрация а-частиц, прошедших через фольгу, производится микроскопом М на люминесцирующем экране Э по вспышке световых точек сцинтилляция). Если модель атома Томсона верна, а-частицы не могут пройти даже через очень тонкую фоль- [c.31]

Изучение строения атомных ядер, радиоактивности и искусственное приготовление радиоактивных изотопов нашло применение в различных областях науки и техники, а-, р -, р+-, -излучение и выделение свободных нейтронов прежде всего оказывают сильнейшее биологическое воздействие на живые организмы, и использование различных ядерных процессов должно производиться в соответствующих условиях и с применением надежной защиты. Мощные дозы излучения существенно влияют на свойства конструкционных материалов и металлов и, как правило, понижая их пластические свойства, делают их хрупкими. Поглощение Р -, и 7-излучения создает микродефекты в кристаллах (ближние и дальние пары вакансия и атом в междоузлии), нарушает связи в неметаллических материалах. Металлы, обладающие меньшим поперечным сечением захвата (а), в меньшей степени подвергаются воздействию излучения и могут быть использованы для изготовления деталей и узлов ядерных реакторов. Такими являются металлы V, N6, Т1, 2г и др. [c.66]

До 1909 г. о строении атома высказывались только догадки. Хотя к этому времени уже было известно, что атом содержит электроны и протоны и что радиоактивные лучи возникают откуда-то изнутри атома, никто не мог сказать ничего определенного о расположении этих элемен- [c.62]

Масса атома практически равна массе его ядра, и его массовое число А равно полному числу протонов и нейтронов в ядре. При данном числе протонов, т. е. при данном атомном номере, число нейтронов может изменяться в некоторых пределах, так что могут существовать атомы одного и того же элемента с разными массами, называемые изотопами. Если элемент является смесью изотопов, то его атомный вес, определяемый химическими методами, представляет собой взвешенное среднее значение веса изотопов. Массы ядер и их строение являются, естественно, важным фактором, определяющим радиоактивность и другие ядерные изменения, но для вопросов химической связи и строения молекул они менее существенны. В настоящей книге достаточно рассматривать каждый атом просто как ядро с зарядом Z, вокруг которого находятся 2 электронов. [c.10]

Строение органических соединений. Радиоактивные индикаторы могут быть использованы в некоторых косвенных методах определения строения органических молекул. Если, например, предполагается существование двух возможных вариантов структуры органического соединения и одна из этих структур — более симметричная,то можно пометить радиоактивной меткой атом, который в одной структуре является единственным, а в другой структуре — неотличим от другого атома. Затем структуры расщепляют на две части, каждая из которых содержит по одному такому атому. Если введенный радиоактивный изотоп содержит только одна часть молекулы, — структура несимметрична. В противоположном случае решение вопроса неоднозначно либо справедлива симметричная структура, либо она находится в равновесии с другой структурой. Таким методом, применяя радиоизотоп доказали отсутствие существования симметричной структуры циклических дикетонов [c.243]

Ядерная теория строения атома. Ряд фактов указывает на то, что атом не является неделимой частицей. На это указывают простейшие опыты электризации тел трением. Металл, теряя при нагревании отрицательно заряженные частицы —электроны, сам заряжается положительно. Далее, известны явления самопроизвольного распада атомов некоторых элементов с образованием более мелких электрически заряженных частиц. Это—явление радиоактивности, которое более подробно рассматривается ниже. Имеется ряд других явлений, подтверждающих сложную структуру атома. [c.89]

Эти методики резко увеличили предельные молекулярные массы соединений, исследуемых методом масс-спектрометрии. Плазменная десорбция с применением бомбардировки продуктами деления радиоактивного калифорния-252 позволила получить молекулярные ионы с массой 23 ООО из полипептида трипсина. Метод бомбардировки быстрыми атомами (РАВ) обеспечил получение подробных сведений о строении гликопротеина с молекулярной массой около 15 ООО. С помощью полевой и лазерной десорбции удалось получить масс-спектры молекулярных ионов, что дает возможность определять распределение олигомеров во фрагментах ДНК. Выпускаемые в настоящее время промышленностью приборы позволяют измерять молекулярные массы до 20 ООО при разрешении 150 ООО. Еще более высокого (в 5—10 раз) разрешения можно достичь, используя метод фурье-преобразования, но он пригоден для ионов относительно малых масс. Предельно высокое разрешение может быть особенно полезным в тех случаях, когда необходимо отличить в масс-спектре массы одного дейтерия от массы двух атомов водорода (разность масс всего 0,007) или массу одного атома от массы фрагмента —Н (разность масс 0,003). При изучении масс-спектров больших молекул эти задачи становятся чрезвычайно важными, поскольку и дейтерий и присутствуют в природе. Достаточно, например, вспомнить, что в молекулу с массой 900 может входить 60 и более атомов углерода, и если содержание соответствует природному (1,1%), то примерно в половине таких молекул имеется по крайней мере один атом углерода-13. [c.227]

Ядерная модель атома. Изучение радиоактивности подтвердило сложность состава ато.мов. Встал вопрос о строении атома, о его внутренней структуре. [c.59]

До конца XIX в. атомы считались неделимыми. Однако по мере накопления опытных данных пришлось отказаться от таких представлений, так как многие факты показывали, что атомы имеют сложное строение. Это подтверждал и периодический закон Д. И. Менделеева. Еще в 1871 г. Д. И. Менделеев писал Легко предположить, что ныне пока нет еще возможности доказать. .. что атомы простых тел суть сложные вещества, образованные сложением некоторых еще меньших частей, что называемое нами неделимым (атом) — неделимо только обычными химическими силами. .. Выставленная мною периодическая зависимость между свойствами и весом, по-видимому, подтверждает такое предчувствие . Это убедительное косвенное указание на сложность атомов, построенных из более мелких структурных единиц. О том же говорят явления электролиза, прохождения электрического тока в газах и радиоактивности. [c.32]

Атомы. Последним известным в настоящее время пределом делимости вещества являются элементарные частицы — протоны, нейтроны и др. За последние десятилетия благодаря появлению мощных ускорителей и тщательному исследованию состава космических лучей стало известно около 200 элементарных частиц. Теперь ставится вопрос об их (строении в связи с этим вместо термина элементарные частицы иногда пользуются выражением фундаментальные частицы . Атомами называются наиболее простые электрически нейтральные системы, состоящие из элементарных частиц. Более сложные системы — молекулы— состоят из нескольких атомов. Химикам приходится иметь дело с атомами, образующим вещества, — атомами химических элементов они представляют наименьшие частицы химических элементов, являющиеся носителями их химических свойств. Атом химического элемента состоит з положительного ядра, содержащего протоны и нейтроны, и движущихся вокруг ядра электронов . Многие из этих атомов устойчивы, они могут существовать сколь угодно долго. Известно также больщое число радиоактивных атомов, которые спустя некоторое время превращаются в другие атомы в результате изменений, происходящих в ядре. [c.5]

Успех в этом направлении был достигнут не сразу. Существенную роль в развитии структурной теории сыграла физика атома. В результате открытия радиоактивности, рентгеновских лучей и электронов постепенно стало ясным, что в основе валентности и химической связи лежит электрон. В 1913 г. Бор дал теорию строения атомов, согласно которой каждый атом представляет собой как бы планетарную систему с положительным ядром в центре и с электронами, вращающимися вокруг него по орбитам. Вскоре после этого появились теории химической связи, построенные на электронных представлениях. [c.7]

Обратимся к строению атома. В общих чертах, атом -это состоящее из нейтронов и протонов ядро, несущее положительный заряд, и вращающиеся вокруг него отрицательно заряженные электроны. Все элементы с массой больше, чем у висмута, т.е. элементы, следующие в периодической системе за ним, радиоактивны их ядра неустойчивы, способны самопроизвольно распадаться. Этот процесс характеризуется периодом полураспада - временем, за которое половина всего количества ядер данного элемента распадется, превратившись в иные частицы. [c.11]

В металлических проводниках электрический ток представляет собой движение этих электронов при силе тока в 1 ампер 6,3 10 электронов протекают в секунду через поперечное сечение проводника. Для того чтобы понять это, мы должны воспользоваться нашими познаниями в строении атомов химических элементов. Явления радиоактивности, а также исследования с помощью рентгеновских лучей, привели к заключению, что атомы состоят из положительно заряженного ядра, окруженного системой отрицательно заряженных электронов, которые мы можем сравнить с планетами нашей солнечной системы ). Несмотря на то, что носителем атомной массы является ядро, объем последнего ничтожен по сравнению с измерениями атома диаметр ядра для различных элементов выражается величиной порядка 10 см. Кроме положительных зарядов ядро содержит также и отрицательные электроны, которые можно рассматривать как связующее вещество . Избыток положительных зарядов указывает порядковое число данного элемента оно определяет такке и количество электронов, вращающихся вокруг ядра, так как по отношению к внешней среде атом является электрически нейтральным,. Электроны вращаются вокруг ядра нормального атома на более или менее отдаленных и наклоненных друг к другу эллиптических орбитах — так называемых дискретных и свободных от излучения квантовых орбитах. Внешние воздействия могут перебрасывать электроны с одной орбиты на другую. Часто (но не всегда) ) электроны, находящиеся на внешней орбите, легче всего отщепляются. Эти легко отщепляющиеся электроны играют роль при многих реакциях, поскольку последние вообще возможны с точки зрения общих законов энергетики, и поэтому их назы- вают у электроположительных элементов электронами валентности. [c.18]

Современная наука считает, что протоны и нейтроны (нуклоны) имеют, также как и атом, сложное строение и не являются неизменными, застывшими частицами. При некоторых радиоактивных процессах они способны превращаться друг в друга. Взаимопревращения нуклонов сопровождаются излучением ядром вторичных частиц электронов е , позитронов е+и нейтрино (частиц, обладающих нулевым зарядом и ничтожной массой). Эти превращения можно записать условно [c.16]

Напомним основные положения атомистики, существовавшие во время открытия периодического закона 1) атом — мельчайшая неделимая частица элемента 2) каждый элемент состоит из атомов с определенной и постоянной атомной массой 3) между химическими элементами отсутствует генетическая связь 4) один химический элемент не может превращаться в другой. Ни одно из этих положений к настоящему времени не сохранилось. Открытие явлений радиоактивности, сложности строения атома, закономерностей структуры рентгеновских спектров химических элементов подорвали правильность этих положений. Атомная масса химического элемента перестала быть основной величиной для построения периодической системы. Такой величиной стало порядковое или атомное, число элемента, равное числу положительных зарядов, или что то же — числу протонов в ядре атома. Это число называется менделеевским. [c.86]

Предположение о том, что атом не является пределом делимости материи, а представляет сложное образование, бьшо высказано в 1811 г. Проутом, а затем в 1866 г. выдающимся русским, химиком А. М. Бутлеровым. Однако глубокое изучение внутреннего строения атома началось только после открытия явления радиоактивности. [c.9]

Требования к методам обнаружения радиоактивных изотопов и работы с ними зависят не только от радиоактивных свойств, но также и от того, в каком количестве данный изотоп может быть получен. Это обстоятельство подчеркивалось в гл. 2, где указывалось на то, что при открытии менделевия в каждом опыте удавалось выделять приблизительно лишь один атом Не говоря уже об идентификации радиоактивных изотопов как таковой (для этого часто достаточно лишь несколько атомов), существует насущная необходимость получения большого числа атомов для того, чтобы можно было выявить важные особенности радиоактивности. Именно благодаря этим особенностям можно многое узнать о строении ядра. [c.139]

Открытие в конце XIX века электронов, радиоактивных элементов окончательно убедило ученых в том, что атом не является пределом дробления материи и что атом данного элемента может превращаться в атомы других элементов. Современное учение о строении атомов стало одной из основных теорий химии. Химические процессы, процессы образо- [c.20]

В случае же правильности строения (б) образующийся трибромфенол должен содержать половину введенного радиоактивного брома, так как радиоактивный и обыкновенный атом отщепляется с равной вероятностью [c.597]

В заключение этого краткого исторического обзора мы должны, однако, добавить, что в последние годы XIX в. был открыт ряд новых явлений, которые коренным образом изменили существовавшие взгляды на материю и потребовали важного пересмотра понятий элемент и атом . Речь идет об открытии электрона (Дж. Дж. Томсон, 1897), радиоактивности (А. А. Беккерель, 1896), радия (П. и М. Кюри, 1898) и теории квантов (М. Планк, 1900). С этих открытий началась новая эра, когда (не оставляя старых проблем) наука стала заниматься строением атомов, кульминационным моментом чего явились освобождение содержащейся в них энергии и получение новых элементов. Характерным для нового направления оказалось по возможности более широкое использование физических методов и теорий. [c.17]

Установление факта радиоактивного излучения давало все основания рассматривать это излучение как самопроизвольный распад атомов. Отсюда же следовал фундаментальный вывод о сложном строении атомов. Радиоактивный распад давал указание на то, что атом состоит из положительно заряженных частиц, о чем свидетельствует а -излучение, и электронов, заряженных отрицательно (р -излучение). Известно, что сам атом электронейтрален. Следовательно, в состав атома входит одинаковое количество положительного и от-рицательно о электричества. [c.42]

Определение порядковых номеров элементов по зарядам ядер их атом ш позволило установигь общее число мест в периодической системе между водородом, имеющим порядковый номер 1, и ураном (порядковый номер 92), считавшимся в то время последним членом периодической системы элементов. Когда создавалась теория строения атома, оставались незанятыми места 43, 61, 72, 75, 85 и 87, что указывало па возможность сун1ествования еще неоткрытых элементов. И действительно, в 1922 г. был открыт элемент гафний, который занял место 72 затем в 1925 г. — рений, занявший место 75. Элементы, которые должны занять остальные четыре свободных места таблицы, оказались радиоактивными и в природе [c.61]

К началу XX столетия стало ясно, что Система элементов в области самых тяжелых элементов характеризуется совершенно особыми радиоактивными свойствами атомов. В дальнейшем радиохимия приобрела фундаментальное значение не только для понимания строения и систематики атомных ядер, но и для космохимии звезды оказались пылаюш,ими очагами, в которых происходит синтез элементов. При этом удивительно то, что не только сбылись мечты алхимиков о философском камне , способном превраш,ать металлы друг в друга, но оказалось, что этот камень не представляет собой исключительной редкости в природе и давно известен химикам как урановые руды их начали разрабатывать в массовом масштабе, и человек широко использует их в практических целях. [c.5]

III гр. периодич. системы Менделеева п. п. 13, ат. в. 26,98. Состоит из одного стабильного изотопа А1 (100%). Известно неск. искусств, радиоактивных изотоиов, из к-рых большинство короткоживущие. Единственно пригодным для индикаторных исс,педований является изомер А1- (Ti lO лет). Поперечное гечение захвата тепловых нейтронов А, 0,215 барн. Внешняя электроипая обо.лочка атома А. имеет строение 3 Зр. Потенциалы ионизации (в эе) А1 [c.74]

Было обнаружено, что независимо от того, берем ли мы чистый радий Ра или его соединения (КаО, КаОа, КаЗО ), характер радиоактивного излучения не меняется. Это означает, что радиоактивнее излучение зависит не от состава молекулы, а от строения атома. Если атом излучает а- и р-лучи, следовательно, он имеет сложный состав. [c.114]

КРЕМНИЙ (Sili ium) Si — химич. элемент IV гр. периодич. системы Менделеева п. н. 14, ат. в. 28,086. Состоит из трех стабильных изотопов Si e (92,27%), 3i29 (4,68%) и Si (3,05%). Сечение захвата тепловых нейтронов атомом К. 0,13 барн. Получены искусствешю радиоактивные изотопы, в т. ч. 3i (Гуз = = 710 лет). Внешняя электронная оболочка атома К. имеет строение Зе Зр . Энергии ионизации (в se) Si Si — 3i2+ Si —> Si + соответственно равны 8,15 16,34 33,46 45,13. Сродство к электрону Sio -)- е Si- 1,22 эв. [c.401]

Интересным свойством одного из вариантов Р-распада, а именно электронного захвата, является наличие нек-рой (хотя и очень слабой) зависимости его скорости от химич. состояния превращающихся атомов. Возникновение такой зависимости определяется тем, что в этом процессе ядро захватывает электрон с какой-либо из атомных оболочек, а вероятность подобного захвата определяется строением не только отдающей ядру электрон внутренней оболочки, но и (в меньшей степени) более отдаленных, в том числе и валентных оболочек. Мгновенно происходящее изменение заряда ядра нри Р-Р. влечет за собой последующую перестройку ( встряску ) электронных атомных оболочек, возбуждение, ионизацию ато.мов и молекул, разрыв химич. связей. Химич. последствия Р-распада (и, в меньшей стенени, других радиоактивных превращений) явились в последние годы предметом многочисленных исследованш . [c.230]

Датский физик Нильс Бор, ставший вскоре ведущим теоретиком в области атомного учения, подхватил мысли английского коллеги и в 1913 году в нескольких работах Оп the onstitution of Atomes and Mole ules высказал свои представления о новой модели атома. Атом состоит из положительно заряженного ядра, сосредоточившего в себе всю массу ядро окружено электронами, число которых компенсирует заряд ядра и которым предписаны вполне определенные орбиты. Теперь представление об атоме становилось четким. Конечно, должно было пройти некоторое время, прежде чем появились конкретные данные о строении атомного ядра. Однако уже сейчас можно было сделать ценные выводы. Источником радиоактивного излучения и местонахождением таинственной энергии атома могло быть только ядро. Напротив, за поглощение и излучение световых и рентгеновских лучей, а также за реакционную способность атомов ответственны электронные оболочки, находящиеся вокруг этого ядра. Ученые получили теперь отчетливые представления и о размерах атома измерив диаметр атома, его оценили в 10 см, то есть стомиллионной частью сантиметра. Неизмеримо крошечным было ядро, которое оказалось в десять тысяч раз меньше, чем весь атом. [c.79]

Была также изучена роль серы при процессах юдификaции неопрена [223]. Последний представляет собой синтетический каучук — полимер хлоропрена. Если подвергнуть эмульсионной полимеризации хлоропрен с растворенной в нем радиоактивной серой, то образуется сополимер обоих, радиоактивность которого отвечает одному атому серы на 80—110 молекул хлоропрена в цепочке, строение которой, вероятно, следующее [c.271]

КРЕМНИЙ (Sili ium) 81 — химич. элемент IV гр. периодич. системы Менделеева н. п. 14, ат. в. 28,086. Состоит из трех стабильных изотопов 81 8 (92,27%), 3124 (4,68%) и SP (3,05%), Сечение захвата тепловых нейтронов атомом К. 0,13 барн. Получепы искусственно радиоактивные изотопы, в т. ч. 81 Ti/. = = 710 лет). Внешняя электронная оболочка атома К. имеет строение 3s .3/) . Энергии ионизации (в эв) 81 —31+ —> 81" —31 —> 8Н+ соответственно равны 8,15 16,34 33,46 45,13. Сродство к электрону 81 + е — 81 1,22 эв. [c.401]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология