Составляющие атомного ядра

Они расположены... они расположены, как Солнечная система. То есть нет, — поправился он, заметив недовольное выражение на лице учителя. — Часть элементарных частиц составляет атомное ядро. Оно положительно заряжено, имеет большой вес и является сердцем атома. В нем сосредоточена почти вся масса атома. Вокруг этого ядра вращается определенное количество электронов. Именно столько [c.125]

Энергия отрыва последнего электрона от атомного ядра с зарядом Z составляет 1310 кДж/моль. Выразить эту энергию для азота в электронвольтах на связь. [c.50]

В результате тщательного изучения ироцессов прохождения а-частнц через различные материалы было показано, что атомы обладают чрезвычайно ажурной структурой, и общий объем всех частиц, образующих данный атом, составляет лишь ничтожную долю (примерно от 10 до 10" ) объема самого атома. При этом отрицательные заряды в виде электронов находятся в разных частях атома, а все положительные заряды находятся в центральной части атома — в атомном ядре, в котором сосредоточена также и практически вся масса атома (так как масса электронов очень мала). Величина заряда ядра оказалась строго одинаковой для всех атомов данного элемента. При выражении ее в единицах, равных заряду электрона, она равняется порядковому номеру элемента в периодической системе. Очевидно, что число электронов в атоме, находящемся в нейтральном состоянии, должно быть также равно этому числу. [c.27]

Из последнего утверждения следует, что волновыми свойствами, наряду со свойствами корпускулярными, должны обладать и макротела, поскольк все они построены из микрочастиц. В связи с этим может возникнуть вопрос почему волновые свойства окружающих нас тел никак не проявляются Это связано с тем, что движущимся телам большой массы соответствует чрезвычайно малая длина волны, так как в уравнении де Бройля масса тела входит в знаменатель. Даже для пылинки с массой 0,01 мг, движущейся со скоростью 1 мм/с, длина волны составляет примерно 10 см. Следовательно, волновые свойства такой пылинки могли бы проявиться, например, при взаимодействии с дифракционной решеткой, ширина щелей которой имеет порядок 10 см. Но такое расстояние значительно меньше размеров атома (10 см) и даже атомного ядра (10 —см), так что при взаимодействии с реальными объектами волновые свойства пылинки никак не смогут проявиться. Между тем, электрону с массой около 9 10 г, движущемуся со скоростью 1000 км/с, соответствует длина волны 7,3 10 см дифракция такой волны может наблюдаться при взаимодействии электронов с атомами в кристаллах. [c.46]

У ионов, имеющих электронную конфигурацию атомов благородных газов (5- и р-оболочки), радиусы больше, чем у ионов, имеющих во внешнем слое /-электроны. Например, радиус иона К составляет 152 пм, а радиус иона Си равен 91 пм. Это связано с тем, что при переходе от 5- и р-элементов к /-элементам в периодах заряд атомного ядра растет так, 2к 19, а 2си 29. У ионов /-элементов с одинаковым зарядом в пределах одного периода радиусы также уменьшаются с ростом заряда ядра так, л(Ре )-92 пм, а л,(К1 )-83 пм. Эффект уменьшения радиусов ионов (/-элементов называется ( -сжатием. [c.53]

Масса одного протона составляет 1,673 10 г. Нейтрон близок по массе протону. Электрон приблизительно в 1820 раз легче протона и нейтрона и его масса равна 9,108 10" г. Таким образом, основная масса атома сосредоточена в атомном ядре. Поскольку оперировать со столь малыми величинами масс не всегда удобно, массы атомных ядер, атомов, молекул чаще всего выражают не в граммах, а в специальных атомных единицах массы (а. е. м.). За атомную единицу массы принята углеродная единица — Via массы атома основного изотопа углерода С. Массы протона, нейтрона и электрона в а. е. м. приведены в табл. 1. [c.19]

Все атомные ядра, кроме ядер атома водорода, содержат несколько протонов. Между ними должны действовать огромные силы отталкивания. Размер ядра имеет порядок м. Потенциал, создаваемый одним протоном на расстоянии 10 м, составляет около 1 400 ООО В, а сила отталкивания двух протонов на таком расстоянии равна 230 Н (ньютонов). Тем не менее существуют ядра, содержащие несколько протонов и нейтронов за счет особых ядерных сил притяжения, действующих между нуклонами на очень малых расстояниях и значительно превосходящих силы электростатического отталкивания. [c.20]

Рассмотрим основные свойства образующих атом частиц — электронов, протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны (нуклоны) образуют атомное ядро. Масса одного протона составляет 1,673-10 г. Нейтрон близок по массе протону. Электрон приблизительно в 1820 раз легче протона (нейтрона), масса электрона 9,108-10 г. Таким образом, основная масса атома сосредоточена в атомном ядре. Поскольку оперировать со столь малыми величинами масс не всегда удобно, массы атомных ядер, атомов, молекул чаще всего выражают не в граммах, а в специальных атомных единицах массы (а. е. м.). За атомную единицу массы принята углеродная единица, т. е. /12 массы атома основного изотопа углерода, ядро которого образовано из шести протонов и шести нейтронов 1 а. е. м.= ], 66057-кг. [c.22]

В настоящее время протон и нейтрон рассматриваются как различные состояния единой ядерной частицы — нуклона. Так, в ядре протон и нейтрон могут взаимно превращаться друг в друга. Нейтрон — частица недолговечная продолжительность его жизни оценивается в 1,11 10 сек (для сопоставления отметим, что 1 год округленно содержит 3-10 сек). Выбрасывая электрон, нейтрон превращается в протон (пр + е ). При этом нейтрон относительно устойчив только тогда, когда он находится в составе атомного ядра. Свободный же нейтрон быстро распадается по указанному выше уравнению и переходит в протон период полураспада (стр. 384) Тц свободного нейтрона составляет всего лишь 11,7 мин. [c.19]

Атомное ядро—образование очень прочное чтобы вырвать из ядра нуклон, необходимо затратить значительную энергию. Например, найдено, что для удаления из ядра атома бериллия даже наименее прочно связанного в нем нейтрона эта энергия составляет [c.21]

На рис. 5.3 схематически изображено образование молекул Оа, Н2О и N3. Видно, что в молекуле Оа облака одной пары валентных 2/7-электронов перекрываются в направлении, соединяющем ядра атомов, образуя а-связь. Облака другой пары 2/7-электронов ориентированы параллельно и перекрываются в стороне от оси, соединяющей атомные ядра, образуя я-связь. Эти связи неравноценны. л-Связь слабее, чем (Т-связь. Общая энергия связи в молекуле О составляет 494 кДж/моль. Соединяя атом кислорода с двумя атомами водорода, получаем молекулу воды. Присоединение атомов Н к атомам О произойдет вдоль направления восьмерок, в результате чего возникает треугольная форма молекулы НаО. Действие сил отталкивания между атомами водорода [c.121]

Магнитные свойства. Магнитный момент атомов Не равен магнитному моменту их атомного ядра и составляет 0,7618 1о1> — магнитный момент протона. Магнитный момент ядра Не в отличие от момента протона отрицателен. Он является наибольшим по абсолютной величине отрицательным магнитным моментом атомного ядра. Сведения о магнитных свойствах Не важны для выяснения причин аномалий, наблюдаемых при низких температурах. [c.255]

Энергия отрыва последнего электрона от атомного ядра с зарядом Z составляет 313 ккал/г-атом . Выразить эту энергию для.азота в кДж/г-атом и в эВ/атом, [c.62]

Если атомное ядро испускает альфа-частицу (Не +), заряд ядра уменьшается на две единицы и, следовательно, исходный элемент пре-врашается в элемент, занимающий в периодической таблице место на две группы левее. Его массовое число (атомная масса) уменьшается на 4, т. е. на массу альфа-частицы. При испускании бета-частицы (электрона) заряд ядра увеличивается на единицу без изменения массового числа (наблюдается лишь весьма незначительное уменьщение атомной массы) в этом случае атом данного радиоактивного элемен та превращается в атом другого элемента, занимающего в периодиче ской системе место на одну группу правее. При испускании гамма лучей не происходит изменения ни атомного номера, ни атомной массы Ядерные реакции в ряду уран —радий приведены на рис. 20.6 Важнейший изотоп урана составляет 99,28% природного элемента [c.609]

Рис. 4. Зависимость средней энергии связи нуклонов в атомных ядрах (нижняя кривая) и дефекта масс (верхняя кривая) от их массовых чисел (составлена И. П. Селиновым).

Н, из атомов водорода. Каждый водородный атом имеет один электрон, который занимает 15-орбиталь. Как уже говорилось, эта 15-орбиталь имеет форму шара с атомным ядром в центре. Для образования связи два ядра должны быть сближены настолько, чтобы могло произойти перекрывание атомных орбиталей (рис. 1.3). Для водорода система наиболее стабильна в том случае, когда расстояние между ядрами составляет 0,74 А (7,4-10 нм) это расстояние называется длиной связи. При этом расстоянии стабилизующий эффект перекрывания точно уравновешен отталкиванием между одинаково заряжен- [c.17]

Диапазон значений химических сдвигов для ядер Н, которые экранированы лишь одним электроном, достаточно мал максимальное значение химического сдвига равно 10 м.д. Для ядер и Р сдвиг может составлять сотни м.д. Несмотря на то, что для протонов эта величина мала, химический сдвиг является важнейшим параметром ЯМР высокого разрешения этот метод позволяет наблюдать сигналы ЯМР ядер или группы ядер одного химического элемента, но в различном химическом окружении, так что из величины химического сдвига можно получить информацию о химическом окружении данного ядра. Вследствие наличия химического сдвига уже в одном из первых спектров (см. рис. 1.1) можно было достаточно просто различить сигналы от протонов СНз-, СНг- и ОН-групп в этаноле. Однако химический сдвиг не является единственным параметром, определяющим вид спектра ЯМР. Спектр каждого атомного ядра также отражает взаимодействие магнитных моментов соседних ядер. [c.28]

В химии атомное ядро принято считать точкой, которая обладает положительным зарядом - -2 (в единицах электрического заряда Хе составляет 1,6022-10 2 Кл) и массой, выражаемой массовым числом А (1,6606-10- А кг). Одиако действительная масса ядра атома несколько отлична от этой величины, к тому же ядро не является точкой, а представляет собой частицу, имеющую собственную структуру. Поскольку известно, что структура ядра оказывает влияние на электронное состояние, то имеет смысл рассмотреть вкратце общую картину строения атомного ядра. [c.48]

Ядерный квадрупольный момент. Разнообразные переходы между энергетическими уровнями, связанные с вращательным движением молекул, проявляются в далекой инфракрасной области (в интервале длин волн 30 нм — 1 мм), при этом у соединений некоторых элементов в далеких инфракрасных спектрах поглощения наблюдаются группы линий с очень небольшим расщеплением (тонкая структура). У нуклидов с ядерным спином, равным 1 и более, из-за деформации ядра электрические заряды распределяются неравномерно — образуется электрический квадруполь. Атомные ядра принимают форму, приближающуюся к эллипсоиду вращения, обозначаемому знаком плюс, если на большой оси расположен положительный заряд, а на малой — отрицательный, и знаком минус, если на большой оси заряд отрицательный, а на малой — положительный. Величина -этих зарядов выражается через электрический заряд электрона и площадь поверхности ядра и составляет в этих единицах 10-26—10-2 e/ м . Вблизи от значений магических чисел нейтронов и протонов эта величина крайне мала, по мере отдаления от них она возрастает по модулю, оставаясь положительной до достижения магического числа и отрицательной — лосле него. [c.52]

Для s-состояния (s-орбнтали) характерна симметрия шара (рис. 5). В отличие от радиуса атома водорода 0,058 нм, рассчитанного Бором, здесь граница поверхности шара находится на расстоянии 0,14 нм от атомного ядра (поверхность шара ограничивает ту часть пространства, в которой вероятность нахождения электрона составляет 90%). [c.32]

Согласно этому соотношению уменьшение массы на 0,030376 а. е. м. при образозании ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов соответствует выделению огромного количества энергии в 28, 2 МэВ (1 МэВ = 10 эВ). Отсюда средняя энергия связи в ядре на один нуклон составляет примерно 7 МэВ. Энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз превышает энергию связи атомов в молекуле ( 5 эВ). Поэтому-то при химических превращениях веществ атомные ядра не изменяются. [c.9]

Строение атомных ядер. Изотопы. Согласно современным представлениям, атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. Протон (от греч. нротос — первый)—элементарная частица, обладающая массой 1,00728 а. е. м. и положительным зарядом, равным по абсолютной величине заряду электрона. Нейтрон также представляет собой элементарную частицу, но не обладающую электрическим зарядом масса нейтрона составляет 1,00867 а. е. м. Протон принято обозначать символом р, нен-трон — н. [c.103]

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]

Расчеты, произведенные Резерфордом по результатам опытов с отражением а-частиц, показали, что атомное адро по крайней мере в 100 тысяч раз (на 5 порядков) меньше по размерам, чем атом в целом. По современным данным величина диаметра атомного ядра имеет порядок 10 см, а величина диаметра атома — порядок 10 см, т. е. разница составляет пять порядков. Таким образом, Резерфорд в своем предварительном расчете соотношений размеров атомного ядра и атома в целом получил величину, очень близкую к истинной. [c.209]

Рассчитаем энергию реакции образования атомного ядра тяжелого изотопа водорода взаимодействуют протон и нейтрон с образованием дейтона (ядро тяжелого водорода) и выделением энергии. Сложением величин масс протона (1,0076) и нейтрона (1,0090) получаем значение 2,0166. Такая масса должна была бы быть у дейтона, если бы он образовался без значительного выделения энергии. Фактическая (зкспери-ментально определенная) величина массы дейтона составляет 2,0142. [c.210]

Тот же эффект используется и в случае, когда источником ядерной энергии служат ядра наиболее легких атомных ядер, соединяющихся 1в более тяжелое ядро. При таких ядерных реакциях выделяется особенно много энергии потому, что дефект масс тут наибольший (энергия связи для атомных ядер с 2>5 составляет 7,4—8,8 МэВ). Действительно, кривая дефектов масс показывает, что хотя атомные ядра всех элементов образуются с выделением энергии, больше всего энергии выделяется ири образовании элементов средней части периодической системы. Поэтому можно использовать атомную энергию, выделяющуюся при образавании более тяжелых атомных ядер из самых легких, а также при распаде атомных ядер тяжелых элементов. В первом случае происходит ядерный синтез, во втором — процесс деления тяжелых атомных ядер. [c.211]

Следовательно, если массовое число изотопа делится на 4, то такой изотоп будет наиболее распространенным, по крайней мере в случае четных элементов, поскольку такое ядро состоит из некоторого целого числа гелионов. Такие ядра относятся к типу Ап, где п — некоторое целое число. Напрнмер, атомное ядро изотопа кальция с массой 40 состоит из 10 гелионов ( =10). А вот массовое число (округленное значение атомной массы) главного изотопа никеля 28 N на 4 не делится. Ядро изотопа N1 может быть составлено из 14 гелионов плюс еще две единицы массы. Это другой тип атомных ядер Ап + 2. Если сверх массы, приходящейся на гелионы, остается 3 единицы, то ядро по массе своей относится к типу 4 + 3. Такое атомное ядро имеет, например, 7 С1. Сверх восьми гелионов такое ядро может содержать, например, один дейтон и один протон. [c.214]

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]

Обычный природный уран состоит из двух изотопов (99,3%) и 235у (0,7%). При соударении нейтрона с ядром образуется новое ядро Такое ядро неустойчиво и сразу же самопроизвольно распадается на два больших фрагмента и несколько нейтронов. Каждый из этих двух фрагментов представляет собой атомное ядро, причем сумма атомных номеров этих фрагментов составляет 92, т. е. равна атомному номеру урана. [c.579]

Атом водорода состоит из ядра (протона), с которым связан электрон. Точное положение электрона определить нельзя, можно лишь определить вероятность нахождения электрона в любой заданной точке пространства. Для основного состояния атома водорода распределение этой вероятности вокруг ядра симметрично, и можно нарисовать сферическую граничную поверхность, внутри которой вероятность найти электрон составляет, например, 95%. Электрон имеет фиксированную энергию и определенное пространственное распределение, называемое орбиталью. В атоме гелия с ядром связаны два электрона, которые имеют точно одинаковое пространственное распределение и вследствие этого точно одинаковую энергию (т.е. они занимают одну и ту же орбиталь), но различаются по спину (принцип запрета Паули). Обшее правило гласит электроны, связанные с атомными ядрами, занимают орбитали с фиксированной энергией и определенным пространственным распределением, и на каждой орбитали может находиться максимально только два электрона с антипарал-лельными спинами. [c.11]

НИИ кинетич. энергия относит, движения частиц остается постоянной, но меняется направление их движения, т. е. поток И.И. рассеивается при неупругих процессах кинетич. энергия И.И. мсходуется на ионизацию и возбуждение частиц среды. Для потока электронов характерны упругое рассеяние иа ядрах атомов среды и неупругие процессы-ионизация и возбуждение атомов и молекул при взаимод. с их электронньини оболочками (ионизационные потери) и генерация тормозного излучения при взаимод. с атомными ядрами (радиационные потери). Если энергия электронов не превышает 10 МэВ, во всех средах преобладают иоиизац. потери. Для потока ускоренных иоиов ионизац. потери доминируют при всех энергиях. Энергия, передаваемая заряженной частицей данному в-ву на единице длины ее пути, наз. тормозной способностью в-ва = dE dl ( -энергия, теряемая частицей при прохождении элементарного пути dl). Значение снижается с увеличением энергии заряженных частиц и растет с повышением ат. номера элемента, из к-рого состоит в-во среды. Глубина проникновения заряженных частиц в в-во характеризуется пробегом Л в воде ддя ионов Не с энергией 5,3 МэВ Д составляет 39 мкм, для электронов с энергией 5 МэВ-2,5 см. [c.254]

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]

Устойчивость атомного ядра лишь частично определяется энергией связи входящих в него частиц на нее также оказывает влияние конкретный состав ядра. Согласно приведенным на рис. 24.4 данным, устойчивые ядра существуют при довольно строго определенном протоннонейтронном сосгаве. Например, устойчивые изотопы цинка содержат 34, 36. 37, 38 и 40 нейтронов. Если же число нейтронов превышает 40 или меньше 34 (а также составляет 35 или 39), ядро цинка оказывается неустойчивым. [c.429]

Это различие для расстояния О—Н в среднем составляет 0,15.Д. (нейтронограф. 1,0 А рентгенограф. 0,85 А). Эффект несколько меньше для более тяжелых атомов он связан, по-видимому, с несферичностью электронного распределения, обусловленного образованием химической связи. Это сказывается на рентгеновском факторе рассеяния атома (который зависит от орбитальных электронов), но не на рассеянии нейтронов, которое для диамагнитных атомов определяется лишь ядерными свойствами. В методах уточнения структур кристаллов используются рассчитанные атомные факторы рассеяния, так что если предполагается сферическое электронное распределение, а положение атомного ядра определяется как центр тяжести его электронной оболочки, то рентгенографическая позиция атома может отличаться от позиции, определенной нейтронодифракционным методом 1]. [c.26]

Для расширения энергопроизводства используют многие природные явления солнечную радиацию, теплоту вод океана и земных недр, силу рек, приливов и отливов, океанских те- чений, высотных воздушных потоков, невозобновляемые природные виды топлива (уголь, нефть, газ) и возобновляемые (биомасса растений), теплоту микробиологической утилизации органи- ческих отходов, фотосинтез, цепные реакции деления атомного ядра и термоядерный синтез. И хотя доля нетрадиционных источников энергии непрерывно растет, 95% всех энергетических потребностей мира пока удовлетворяется за счет сжигания углеродсодержащих природных ископаемых (нефть, газ и уголь). По оценке специалистов к 2020 г. их доля в мировом балансе будет составлять половину всех энергозатрат. [c.77]

Все радиоактивные элементы и изотопы, как известно сейчас объединены в семейства распадаясь, ядро радио активного атома превращается в атомное ядро другого дочернего элемента. Все элементы радиоактивных се мейств находятся между собой в определенном равнове сии. Измерено, что в урановых рудах равновесное отно шепие урана к полонию составляет 1,9-10 , а в равпове сии с граммом радия находятся 0,2 мг полония. Это зна чит, что в урановых минералах радия почти в 4 млн раз меньше, чем урана, а полония еще в 5 тыс. ра меньше. [c.286]

Спин-орбитальное взаимодействие нуклонов в атомных ядрах составляет около 10% от всего взаимодействия, т. е. во много раз сильнее соответствующего взаимодействия для электронов. Поэтому оценка (95,13) отношения вероятностей М1- и 2-переходов, полученная на основании раздельного рассмотрения оператора спинового момента, для атомных ядер неприменима. В атомных ядрах вероятность МЬпереходов может быть очень значительной. [c.457]

Цепная ядернап реакция. Ядро атома урана-235 расщепляется медленными нейтронами с выделением энергии, в результате образуются ядро с меньшим числом протонов (атомное ядро элемента с меньшим порядковым номером) и два-три нейтрона, которые расщепляют следующие ядра атома Таким образом, возникает цепная ядерная реакция. Такие реакции протекают лавинообразно (что происходит, например, при взрыве атомной бомбы). В ядерных реакторах для тормол<ения лавинообразного процесса используют кадмиевые стержни, которые погружают на определенную глубину в реактор и тем самым замедляют в нужной степепи протекание ядер-иой реакции распада урана-235. Критическая масса урана-235 (т. е. масса урана, которая необходима для протекания неконтролируемой цепной ядер-нон реакции) составляет 242 г. [c.409]

РАДИОАКТИВНОСТЬ (от лат. radio излучаю и a tivus — действенный) — самопроизвольное превращение изотопов хим. элементов, связанное с изменением заряда и массы атомного ядра или с изменением этих свойств одновременно. К радиоактивным относятся изотопы, время жизни к-рых составляет не менее 10 сек. Различают Р. естественную и искусственную. К естественным радиоактивным относятся элементы, находящиеся в природном состоянии в земной коре и образующиеся в результате [c.274]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология