Шкала атомных весов и их целочисленность

Атомное ядро, в свою очередь, как впервые показал Д. Д. Иваненко (1932), построено из двух сортов элементарных частиц протонов и нейтронов. Протон, представляющий собой ядро атома водорода, несет один элементарный положительный заряд, а нейтрон электрически нейтрален. Таким образом, число протонов в каждом ядре равно порядковому номеру Ъ элемента. Массы протона и нейтрона очень близки друг к другу и близки к единице, если, как обычно, за единицу принимать атомного веса кислорода. Поэтому в этой шкале атомные веса всех ядер близки к целым числам. К последним близки и атомные веса самих атомов, так как электронная оболочка мало искажает эту целочисленность атомный вес электрона равен 1/1840. Целое число А, называемое массовым числом и округленно выражающее атомный вес, равно, очевидно, сумме протонов и нейтронов в ядре, а разность А — Ъ равна числу нейтронов в нем. [c.22]

Ш. АТОМНЫЕ ВЕСА ИЗОТОПОВ ШКАЛА АТОМНЫХ ВЕСОВ И ИХ ЦЕЛОЧИСЛЕННОСТЬ [c.25]

Объяснение этой целочисленности было дано выше. Все ядра построены из протонов и нейтронов, массы которых приблизительно одинаковы и в общепринятой шкале атомных весов близки к единице. Поэтому с точностью до небольших, но очень существенных, рассматриваемых ниже поправок, атомные веса всех ядер кратны единице. [c.28]

Отступления от целочисленности имеют две причины. Во-первых, массы протона и нейтрона не точно равны единице и не точно одинаковы, а различаются на 0,14%, так что ни в какой шкале атомные веса ядер, содержащих переменное число этих частиц, не могут быть кратны одному и тому же числу. Во-вторых, при образовании ядер из протонов и нейтронов выделяется энергия, что, как будет ниже подробнее рассмотрено, ведет к уменьшению массы. [c.28]

Уже после первых масспектрографических измерений выяснилось, что атомные веса изолированных изотопов очень близки к целым числам. Объяснение этой целочисленности было дано выше. Все ядра построены из протонов и нейтронов, массы которых приблизительно одинаковы и в общепринятой шкале атомных весов близки к единице. Поэтому с точностью до небольших, но очень существенных, рассматриваемых ниже поправок, атомные веса всех ядер кратны единице. [c.26]

Основным физическим методом, использованным при открытии изотопов стабильных элементов, стал метод катодных лучей, впервые применённый для анализа масс элементов Дж.Дж. Томпсоном — метод парабол [5. Исследуя газовую составляющую воздуха, Томпсон в 1913 году впервые наблюдал раздвоение на фотопластинке параболы, описывающей массы атомов инертного газа неона, что было невозможно объяснить присутствием в катодных лучах какой-либо с ним связанной молекулярной составляющей. Война прервала эти работы, но сразу с её окончанием Ф. Астон, работавший до войны с Томпсоном, вернулся к этой тематике и, критически пересмотрев метод парабол, сконструировал первый масс-спектрограф для анализа масс изотопов, имевший разрешение на уровне 1/1000 [6. В 1919 году он использовал новый прибор для исследования проблемы неона и показал, что природный неон является смесью двух изотопов — Ые-20 и Ме-22 [7], так что его химический атомный вес 20,2 (в единицах 1/16 массы кислорода), отличный от целого числа 20, можно объяснить, предполагая, что естественный неон — смесь двух изотопов, массы которых близки к целым числам, смешанных в пропорции 1 10. Тем самым Ф. Астон впервые убедительно экспериментально доказал принципиальное существование изотопов стабильных элементов, которое уже широко дискутировалось в то время в теоретических работах В. Харкинса в связи с проблемой целочисленности атомных весов [8]. Получив прямое подтверждение существования изотопов неона, Астон вскоре на том же приборе, развивая успех, показал сложный изотопный состав хлора, ртути, аргона, криптона, ксенона, ряда галогенов — иода, брома, нескольких элементов, легко образующих летучие соединения — В, 51, Р, 5, Аз, и ряда щелочных металлов — элементов первой группы таблицы Менделеева. Он также зафиксировал шкалу масс ядер, положив в её основу кислород (0-16) и углерод (С-12), в то время считавшихся моноизотопными, и провёл сопоставление их масс. К концу 1922 года им были найдены наиболее распространённые изотопы около трёх десятков элементов (см. табл. 2.1), за что 12 декабря 1922 года он получает Нобелевскую премию. Несколько раньше (1920) он, проанализировав первый экспериментальный материал, формулирует эмпирическое правило целочисленности атомных весов изотопов в шкале 0-16 [9]. В 1922 году в исследовании изотопов к нему присоединился А. Демпстер, предложивший свой вариант магнитного масс-спектро-метра с поворотом исследуемых пучков на 180 градусов [10]. Он открыл основные изотопы магния, кальция, цинка и подтвердил существование двух изотопов лития, найденных перед этим Ф. Астоном и Дж.П. Томпсоном (табл. 2.1). [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология