Массы ядер изотопов элементов

В настоящее время (с 1961 г.) и в химии, и в физике (следовательно, во всем естествознании) принята общая единица атомной массы — углеродная — 1/12 массы изотопа углерода В системе СИ ее значение (1,6605655 0,0000086) 10 кг она называется атомной единицей массы — а. е. м.. Так как ядро атома углерода состоит из 12 нуклонов (6 протонов и 6 нейтронов), массы которых близки между собой 2 и приблизительно равны 1 а. е. м., то атомные массы атомов изотопов остальных элементов также близки к целым числам (при этом можно не учитывать электронов, масса каждого из которых приблизительно в 2000 раз меньше массы нуклона) Атомные массы элементов в зависимости от их природного изотопного состава могут сильно отличаться от целых чисел (см. периодическую таблицу на форзаце учебника). [c.31]

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]

Если атомное ядро изотопа элемента теряет Р -частицу, то при этом образуется ядро изотопа нового элемента с тем же массо- [c.64]

Когда в ядро урана попадает медленный нейтрон, оно делится на два несимметричных осколка, т. е. образуются два ядра изотопов элементов середины таблицы Менделеева, различающиеся по заряду и массе. Такие осколки имеют избыток нейтронов, поэтому они Р -активны и дают начало последовательной цепи Р"-распадов. Вот пример [c.140]

Изотопы одного элемента обладают одинаковым зарядом ядра, поэтому занимают в периодической системе одно и то же место. Целое число, которое выражает массу ядра изотопа в углеродных единицах, называется массовым числом. Для изображения атомных ядер применяют химический символ соответствующего элемента, около которого ставят два числа вверху справа — массовое число, а внизу слева — порядковый номер. Например [c.41]

Важнейшее значение имеет ядерная и атомная терминология. Атомный номер элемента определяется числом протонов в ядре атома данного элемента (протон — фундаментальная частица, несущая единичный положительный заряд и имеющая массу приблизительно в 1850 раз большую, чем масса электрона). Изотопы элемента — по существу химически идентичные формы нуклидов (разновидность атомов), каждый из которых содержит одно и то же число протонов. Изотопы, однако, различаются по числу нейтронов (электрически нейтральных фундаментальных частиц, имеющих массу приблизительно такую же, как и протон). Таким образом, изотопы различаются но массовому числу — суммарному числу нуклонов (общее па- [c.7]

Атомы с одинаковым числом протонов, но с различным числом нейтронов называются изотопами. Символическая запись изотопа включает указание у символа химического элемента порядкового номера 2 в виде нижнего левого индекса и массового числа А в виде верхнего левого индекса. Например, изотоп ртути с 80 протонами и 116 нейтронами записывается так 8о Н (80 -ь 116 = 196). Масса ядра в атомных единицах массы (а. е. м.) приблизительно равна его массовому числу, А. По определению, 1 а.е.м. точно равна двенадцатой части массы одного атома углеродного [c.405]

Спонтанным делением называется самопроизвольный распад ядер тяжелых элементов на два (иногда на три или на четыре) ядра элементов середины периодической системы. Варианты такого деления очень разнообразны, так что общих правил смещения по периодической системе не существует чаще всего происходит распад исходного ядра на тяжелый и легкий осколки, несущие соответственно около 60 и 40 % заряда и массы исходного ядра. Относительное содержание нейтронов в ядрах изотопов тяжелых элементов выше, чем в ядрах устойчивых изотопов середины периодической системы. Поэтому при спонтанном делении распадающееся ядро испускает 2—4 нейтрона образующиеся ядра все еще содержат избыток нейтронов, оказываются неустойчивыми и поэтому претерпевают последовательный ряд, 0"-распадов. [c.93]

ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКИЕ — совокупность атомов с одинаковыми зарядами ядер и электронными орбиталями. Многие элементы состоят из нескольких изотопов с одинаковыми зарядами ядер и электронными орбиталями, ио различными атомными массами. Ядра атомов изотопов содержат одинаковое число протонов. Уже открыто в природе и получено искусственно 105 Э. х. Взаимосвязь и закономерность в свойствах Э. х. отражает периодическая система элементов Д. И. Менделеева. [c.292]

Разновидности элементов, атомы которых имеют одинаковый заряд ядра, но различные массы, называются изотопами. Изотопы данного элемента отличаются друг от друга количеством нейтронов в ядрах их атомов. [c.11]

Таким образом, общие и специфические свойства определяются схожестью электронного строения атомов ( в свободном или связанном состоянии), проявляемой в близости радиусов, величин электроотрицательности атомов, в изоморфизме соединений, равенстве и однотипности валентных возможностей атомов и т. д. Индивидуальные свойства — это свойства, присущие только данному атому это результат проявления всех особенностей его электронной структуры, его заряда ядра и всех вытекающих особенностей (энергии, геометрии атомных орбиталей). Электронная структура атома в свободном состоянии индивидуальна, неповторима. Атом занимает определенное место в непрерывном ряду элементов и обладает физической индивидуальностью спектром, атомной массой, набором изотопов и т. д. и т. п. [c.48]

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]

Второй важной характеристикой атома после заряда ядра является его масса. Истинная масса атома элемента, выраженная в граммах, называется абсолютной атомной массой (т ). Так, масса атома углерода равна 1,99 10 кг. Однако выражать значения масс атомов с помощью общепринятых единиц массы — грамм или килограмм — неудобно, поскольку получаются очень малые значения, что затрудняет пользование ими. Поэтому при вычислении атомных масс за единицу массы принимают 712 часть массы атома изотопа углерода с массовым числом 12. Эта единица измерения атомной массы называется углеродной единицей (у. е.) или атомной единицей массы (а. е. м.) 1 а. е. м. = 1,667 10 кг. Она создает единую основу для химических и физических расчетов. [c.11]

Атомные массы, как и массовые числа,, должны иметь целочисленные значения. В 1910 г. Ф. Содди (1877 —1956) было установлено, что при естественной радиоактивности могут образоваться атомы одного и того же элемента, имеющие одинаковый заряд ядер, но различные атомные массы. Поэтому в процессе постепенного уточнения таблицы периодической системы элементов Д. И. Менделеева приходилось в одни и те же клетки помещать уже несколько видов атомов одного и того же элемента, имеющих различные массы. Такие атомы-близнецы, имеющие один и тот же заряд ядра, но различные атомные массы, называются изотопами. Отсюда и понятно, что, говоря об атомной массе, подразумевают среднее значение всех атомных масс изотопов данного элемента. Поэтому в таблицах атомных масс они не выражаются целыми числами. Из этого следует, [c.36]

Атомы состоят из атомного ядра и электронной оболочки. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов с массовыми числами, равными 1. Массовое число ядра равно сумме протонов и нейтронов. Нейтроны электронейтральны, поэтому заряд ядра определяется только числом протонов. Так как химические свойства элемента зависят только от заряда атомного ядра, то могут существовать атомы с одинаковыми химическими свойствами, но различными массами ядер — изотопы. Существующие в природе элементы являются смесями изотопов, а атомная масса элемента выражает среднюю атомную массу изотопов. Если один из изотопов наиболее распространен, то атомная масса примерно равна массе этого изотопа. [c.213]

Поэтому ядерные реакции захвата нейтронов могут быть осуществлены во всех частях звезды и с нейтронами любых энергий. Эти реакции приводят к образованию тяжелых элементов с атомной массой более 60, в том числе всех известных и сейчас существующих на Земле р-активных естественных радиоактивных изотопов. Прямым доказательством протекания процесса захвата нейтронов в звездах служат астрофизические и спектроскопические данные о нахождении в некоторых звездах (состояние которых отвечает этой стадии эволюции) изотопа элемента технеция. Распространенность химических элементов в веществе звезд тем больше, чем меньше для них вероятность захвата нейтронов. Ядрами, устойчивыми по отношению к захвату, и являются изотопы с магическими числами нейтронов. Такие ядра обладают повышенной распространенностью. Эта стадия эволюции осуществляется иа звездах, называемых красными гигантами. В недрах красного гиганта температура продолжает расти. При 10 К медленные реакции захвата нейтронов уступают место все более быстрым. Процесс приобретает ла- [c.426]

Осколочные ядра содержат больше нейтронов, чем то отвечает устойчивым изотопам данных элементов (например, наиболее тяжелые изотопы бария и криптона имеют массы 138 и 86, что дает в сумме только 224), Поэтому каждое из них претерпевает р-превращения, образуя в конечном счете устойчивый изотоп элемента с более высоким атомным номером. Примером может служить следующий ряд (в скобках даны значения Т) [c.528]

Атомы различаются зарядом и массой ядра. Заряд ядра является всегда целым кратным элементарного положительного электрического заряда е и равен +2е. где 2 — порядковый номер химического элемента в периодической системе Д. И. Менделеева. Порядковый номер элемента равен числу протонов в ядрах атомов этого элемента. Масса ядер атомов элемента может различаться из-за различия в количестве нейтронов, находящихся в ядре. Атомы элемента, имеющие различные количества нейтронов в ядре, называются изотопами этого элемента (занимающими одно и то же место в периодической системе Д. И. Менделеева). [c.3]

Американский химик У. Д. Харкинс в 1920 г. воспользовался значениями химических атомных масс легких элементов с четными атомными номерами (вплоть до 2=116, сера) для подтверждения своего заключения о том, что ядра этих элементов состоят из альфа-частиц.. Воспроизведите его доводы. Учтите, что в то время было известно лишь очень немного изотопов. [c.632]

Химические элементы, встречающиеся в природе, большей частью являются смесями изотопов. Их можно назвать многоизотопными элементами, в то время как изолированные изотопы представляют собой собственно чистые элементы. Изотопы эле-( мента занимают одно и то же место в периодической системе элементов, поэтому они обладают одинаковыми зарядами, но разными массами атомных ядер. Чистые элементы и различаются, например, только тем, что в первом случае атомное ядро содержит шесть, а во втором случае — семь нейтронов. Атомные массы, которыми оперируют в химии, представляют собой усредненные значения атомных масс отдельных изотопов. [c.219]

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

Очень интересный пример МИЭ наблюдался Хаяши X., Сакагучи Й. О. и их соавторами для фотолиза молекул, содержащих серу [10]. Сера имеет изотопы 8 (/ = 0), 8 (I = 3/2) и 8 (/ = 0). Изучался фотораспад молекул РЬС0СН2802РЬ. При замещении 5 на 8 или 8 наблюдался изотопный эффект одного и того же знака, но величина изотопного эффекта при замещении 5 была заметно больше, чем при замещении 8 8. Этот результат нельзя объяснить изотопным эффектом, связанным с изменением массы ядра при изотопном замещении, он доказывает магнитную природу изотопного эффекта при замещении 8 — 8, т.е. при замещении немагнитного изотопа магнитным. Масштаб МИЭ в этой реакции меньше, чем МИЭ при изотопном замещении С С при фотолизе дибензилкетона. Это объясняется тем, что сера более тяжелый элемент, чем углерод, и поэтому в случае серы в синглет-триплетную эволюцию РП больший вклад вносит спин-орбитальное взаимодействие. Соответственно роль СТВ в спиновой динамике РП, содержащих такие тяжелые элементы как сера, уменьшается и масштаб МИЭ падает. [c.57]

Атомы элемента, имеющие Ьдин и тот же заряд ядра, но разные атомные массы, называются изотопами. В настоящее время известны изотопы почти всех элементов. Например, водород имеет три изотопа iH — протий, iH — дейтерий (или ]D2) и iH — тритий. Дейтерий от протия отличается тем, что в ядре его атома, кроме протона, имеется один нейтрон. У трития в ядре атома два нейтрона и один протон. [c.41]

В заключение отметим, что природный водород имеет три изотопа — протий Н, дейтерий (О , тритий 1Т . Обычно физические и химические свойства изотопов вйех элементов, кроме водорода, практически одинаковы для атомов, ядра которых состоят из нескольких протонов и нейтронов, почти не сказывается разница в один, два нейтрона. Но у водорода снова особенность — ведь ядро атома состоит из одного-единственного протона, и если к нему добавляется нейтрон, масса ядра возрастает вдвое (10 ), а если два нейтрона — втрое (1Т ). Поэтому все изотопы водорода сильно отличаются по своим свой-С1вам, например температура кипения протия составляет (—252,8 ), дейтерия (—249,5°), трития (—248,3°). Более того, для изотопов водорода заметны различия и в химических свойствах, проявляющиеся главным образом в изменении скорости протекания химических реакций. Например, при электролизе воды разлагаются на водород и кислород в первую очередь молекулы обычной воды НгО, а молекулы тяжелой воды ОгО накапливаются в остатке. [c.284]

Установлено, что величина изотопного эффекта связана с различиями в массах атомов изотопов данного элемента между собой чем больше это различие, тем сильнее выражен изотопный эффект. Так, относительные различия масс изотопов водорода велики масса атома дейтерия составляет 200%, а трития —300% от массы атома протия, и изотопный эффект максимален именно у водорода. Различие в массах атомов изотопов РЬ и РЬ о составляет всего лишь около 1 %, и изотопный эффект в этом случае выражен очень слабо. Вообще величина изотопного эффекта резко убывает с ростом массы ядра атома. У тяжелых элементов этот эффект становится незначительным. [c.25]

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]

Ядра, содержащие одинаковое число протонов, входят в состав атомов одного и того же элемента. Но они могут содержать различное число нейтронов и, следовательно, иметь разную массу. Разновидности атомов одного и того же химического элемента, отличающиеся своей массой, называются изотопами (от греч. isos — равный, topos — место). [c.22]

Изотопы оказываются устойчивыми только прд определенном соотношении протонов и нейтронов в ядре, характерном для заданного X. Изотопы с массовыми числами, отклоняющимися от характерного соотношения, будут неустойчивыми, )адиоактивными. На рис. 180 они размещаются выше и ниже полосы устойчивости. Наиболее тяжелые изотопы элементов, расположенные над полосой устойчивости, имеющие избыточное число нейтронов, как правило, оказываются р-активными. Например, у стабильного изотопа Ьа массовое число 139 изотопы с атомной массой от 140 до 144 Р-радиоактивны. Наиболее легкие изотопы элементов, которые попадают в область под полосой устойчивости и имеют в ядре недостаток нейтронов, проявляют склонность к позитронному распаду или электронному захвату. Неустойчивость ядер к процессам самопроизвольного деления встречается только для изотопов наибо.пее тяжелых элементов. [c.411]

В данном курсе строение ядер атомов п ядерные реакции не рассматриваются. Одмако необходимо отметить, что число зарядов ядра обусловлено числом протонов в ядре. Протон — это ядро легкого изотопа водорода, положительный заряд которого численно совпадает с зарядом электрона, а масса его 1,00728 у. е.. т. е. в 1837 раз больше массы электрона. В ядрах других атомов, в том числе в ядрах изотопов водорода (дейтерия и трития), есть еще нейтроны — частицы с нулевым зарядом и массой 1,00867 у. е. Изотопы — это атомы одного и того же химического элемента, имеющие одно и то же число протонов в ядре, но различное число нейтронов, вследствие чего массы изотопов различны, а заряды их ядер одинаковы. Отсюда под химическим элементом понимают совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и с одинаковым числом электронов, окружающих ядро. Почти все элементы являются плеядами изотопов. Получено много изотопов легких элементов, обладающих радиоактивными свойствами. Такие изотопы ( С, Со, и др.), меченые атомы , играют больщую роль в исследованиях диффузии в металлах и полупроводниках, в выявлении дефектов строения их, в изучении химических реакций и процессов, происходящих в живом организме, и т. д. [c.68]

Изотопы. Разновидности атомов с одинаковым зарядом ядра (т. е. атомы одного и того же элемента) с различными массами называются изотопами. Изотопы огличаются друг от друга числом нейтронов в ядре. [c.45]

Взаимосвязи Э. х. отражает периодическая система элементов Д. И. Менделеева. Ат. номер элемента равен заряду ядра, выраженному в единицах заряда протона численно оп равен числу протонов, содержащихся в ядрах атомов данного Э. х. Число нейтронов, содержащихся в ядрах данного элемента, в отличие от числа протонов, м. б. различным. Атомы одного элемента, ядра к-рых содержат разное число нейтронов, наэ. изотопами. Атом с определ. числом протонов и нейтронов в ядре наз. нуклидом. Общее число протонов и нейтронов в ядре наз. массовым числом. Каждый Э. X. имеет по нескольку изотопов (природных или полученных искусственно). Ат. масса Э. х. равна среднему значению из масс всех его прир. изотопов с учетом их распространенности. Ее обычно выражают в атомных единицах массы (углеродных едшшца.ч-), за к-рую прннята V12 часть массы атома нуклида С атомная единица массы приблизительно равна 1,66057-10 кг, [c.707]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология