Закон массовых чисел

Согласно периодическому закону Менделеева, периодические свойства элементов изменяются систематическим образом в зависимости от а) атомной массы элемента, б) массового числа элемента, в) заряда ядра элемента, г) числа нейтронов у элемента. [c.586]

Анализ теории систем массового обслуживания показывает, что закон распределения числа отказов в водопроводной сети достаточно близок закону Пуассона [c.71]

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]

Свойства ядер. Существование ядер обусловлено действием так называемых ядерных сил (сильным взаимодействием). Они действуют между нуклонами на малых расстояниях (<10 м) и значительно превосходят кулоновское отталкивание одноименно заряженных протонов. Точный закон действия ядерных сил пока не известен. Ядерные силы обладают свойством насыщения и не зависят от заряда взаимодействующих частиц. Радиус ядра Ляд 1,2-10 Аг см, где Аг — массовое число. Отсюда следует, что все атомные ядра независимо от размера имеют одинаковую плотность порядка 10 кг/м (1 см ядерного вещества весит более 100 млн. т). [c.49]

Менделеев исходил из представления, что наиболее существенным свойством атома является его масса, величина которой и должна служить основой для химической систематики элементов. Расположив элементы в порядке возрастания их атомных весов, он обнаружил периодичность изменения химических свойств оказалось, что для каждого элемента через некоторое число других имеется подобный ему элемент. Нз основе всестороннего вскрытия этой химической аналогии Менделеев открыл периодический закон и построил периодическую систему, которая в ее современной форме дана на форзаце (развороте переплета). В ней указаны номера элементов по порядку (атомные номера), их химические обозначения, названия и атомные веса. Для большинства элементов, претерпевающих радиоактивный распад, приведены в квадратных скобках массовые числа наиболее устойчивых атомов. [c.26]

Как отмечалось, в периодической системе 107 элементов. В честь творца периодического закона Д. И. Менделеева 101-й хи.мический элемент назван менделевием Мс1. В Объединенном институте ядерных исследований в г. Дубне был открыт 104-элемент — курчатовий Ки, названный в честь выдающегося советского физика И. В. Курчатова. В том же институте в феврале 1970 г. открыт 105-й элемент. Первооткрыватели элемента предложили назвать его нильсборием — в честь Нильса Бора, выдающегося физика XX в. Химический знак элемента N3, массовое число 261. Это самый тяжелый из всех известных элементов. По своим химическим свойствам N3 — аналог Nb и Та (см. периодическую систему). Коллективом физиков социалистических стран, работающих в Дубне, завершен цикл экспериментов по синтезу 106-го и 107-го элементов. [c.67]

Открытие искусственной радиоактивности показало, что, помимо а- и р-распадов, мо.жет существовать также позитронный распад. Так как испускание позитрона сопровождается уменьшением положительного заряда ядра на единицу, закон смещения требует в данном случае перехода продукта распада по периодической системе на одно место влево (без изменения массового числа). По характеру распределения скоростей позитроны вполне аналогичны р-лучам (рис. XVI-3). [c.519]

Наиболее общей моделью, отражающей наиболее общее представление о молекуле как микросистеме, состоящей из ядер атомов и электронов, является брутто-формула вещества Для полной характеристики этой модели (предполагается, что система электронейтральна) достаточно указать лишь число и природу (массовые числа) атомных ядер, составляющих эту молекулярную систему При этом автоматически определяется и число электронов Если к представлению, заложенному в брутто-форму-ле, добавить предположение о том, что заряженные частицы, составляющие систему, взаимодействуют между собой лишь по закону Кулона, и учесть, что их движения подчиняются квантовым законам, то можно записать адекватное этому представлению уравнение Шредингера весьма общего вида, которое и приводится во всех руководствах по квантовой химии и теории молекулярных спектров [c.87]

Масс-спектр состоит из набора пиков, обусловленных рассмотренными выше ионами, причем массовое число каждого пика соответствует массе конкретного иона в единицах m/z. При использовании масс-спектрометров с магнитными анализаторами, которые обеспечивают сканирование по экспоненциальному или параболическому закону, возникает трудность в определении массовых чисел пиков, так как расстояние между пиками во всем диапазоне шкалы масс различно. Одним из способов решения этой проблемы является применение эталонных веществ, в масс-спектрах которых имеется набор пиков с известными массовыми числами. Современные масс-спектрометры, снабженные компьютерами, позволяют проводить калибровку, т.е. находить корреляцию между положением пика в спектре эталона и временем его выхода после начала сканирования или напряженностью магнитного поля. Эту процедуру обычно производят перед началом серийных исследований образцов, а калибровка может сохраняться длительное время, иногда в течение дня. Для проведения калибровки эталонное вещество напускают в ионный источник без введения исследуемого образца. Такая калибровка позволяет находить только целочисленные значения масс. [c.65]

Несмотря на то что периодический закон был сформулирован в результате обобщения наблюдений, касающихся простых веществ и элементов, на современном этапе наиболее рационально исходить из рассмотрения свойств изолированных атомов соответствующих элементов, особенно из сравнения их электронных конфигураций. Наблюдая за многочисленными химическими явлениями, обычно рассматривают атомные ядра как некие точки, у которых электрический заряд равен атомному номеру, а масса совпадает с массовым числом . В то же время нельзя обойти молчанием вопросы ядерной структуры, если учесть ту роль, которую сыграли в процессе химических исследований явления, связанные со строением атомного ядра. [c.9]

Существует представление, что исторически атомная масса опирается на закон постоянных пропорций и практически сохраняет неизменную величину. Иногда этот термин ошибочно употребляют вместо химического эквивалента, однако уже около 1850 г. было установлено — и это положение стало классическим,— что атомная масса показывает относительную массу атома. Правильный выбор величины атомной массы играет важную роль не только в фундаментальных научных исследованиях, но и приобретает серьезный социально-общественный смысл. Достаточно представить себе, какое влияние на коммерческую сторону продукции может оказать аналитическая величина, вычисленная из формульного веса химических соединений и базирующаяся на атомной массе. В качестве эталона (16,0000) химики выбрали атомную массу кислорода (химическая атомная масса). За основу был принят кислород, всюду встречающийся в природе, с характерным для него относительным содержанием изотопов. Для определения этой величины с максимально возможной точностью были затрачены большие усилия. Однако физики выбрали в качестве стандарта массу изотопа кислорода с массовым числом 16 и приписали ему значение 16,0000 (физическая атомная масса). Хотя расхождение между этими величинами составляет всего лишь 0,0275%, при проведении точных исследований это различие игнорировать нельзя. [c.41]

Многие химические и физические процессы могут быть объяснены с помощью простых моделей строения атома, предложенных Резерфордом, Бором и другими учеными. Каждая из таких моделей, чем-то отличаясь, тем не менее предполагает, что каждый атом состоит из трех видов субатомных частиц протонов, нейтронов и электронов. Это далеко не полная картина, но для наших целей этого пока достаточно. Протоны и нейтроны образуют ядро атомов. Ядро намного тяжелее электронов. В ядре сосредоточена почти вся масса атома, но ядро занимает лишь ничтожную часть объема. Электроны движутся (часто говорят вращаются ) вблизи ядра по определенным законам. Ядро может быть описано всего лишь двумя числами — порядковым номером атома в периодической системе элементов (его называют атомным номером и обозначают символом ) и массовым числом символ А). [c.15]

В соответствии с законом, который получил название принцип Паули, для полного описания электрона необходимо использовать четыре квантовых числа, позволяющие представить все электроны любого атома в виде электронной конфигурации. Таким образом, зная заряд ядра 2, массовое число А и квантовые числа, можно охарактеризовать любой атом периодической системы. Различные виды атомов получили общее название — нуклиды. Нуклиды с одинаковыми значениями Z, но различными значениями А и различным числом нейтронов в ядре (обозначают /) называют изотопами. Большинство элементов существует в природе как смесь изотопов. [c.16]

Известные независимые выходы для основных продуктов деления с одним и тем же массовым числом подчиняются закону раснределения Гаусса [c.63]

Верхние левые индексы у элементов указывают массовые числа А ядер. Обратите внимание, что в ядерных реакциях выполняется закон сохранения массовых чисел. [c.77]

В табл. 6 даны тепловые эффективные сечения (главным образом для радиационного захвата) для некоторых важных ядер, причем допущено, что для них (хотя бы приближенно) выполняется закон 1/у . Сечения приведены к значению ств=708- Ю- см . Из приведенных в таблице данных видно, что эффективные сечения очень сильно меняются при переходе от одного ядра к другому. Как и для случая расположения резонансных уровней, от современной теории ядра нельзя ожидать никаких теоретических предсказаний относительно величин отдельных сечений. Если данные относятся к естественной смеси изотопов, то отмечающий массовое число индекс опускается, а период полураспада [c.50]

В результате радиоактивного распада получаются элементы, которые по заряду ядер (порядковому номеру) должны быть помещены в уже занятые клетки периодической системы элементами с таким же порядковым номером, но другой атомной массой. Это так называемые изотопы. По химическим свойствам их принято считать неразличимыми, поэтому смесь изотопов обычно рассматривается как один элемент. Неизменность изотопного состава в подавляющем больщинстве химических реакций иногда называют законом постоянства изотопного состава. Например, калий в природных соединениях представляет собой смесь изотопов, состоящую на 93,259 % из з К, на 6,729% из К и на 0,0119% из К (/(-захват и р-рас-пад). Кальций насчитывает шесть стабильных изотопов с массовыми числами 40, 42, 43, 44, 46 и 48. В химико-аналитических и очень многих других реакциях это соотношение сохраняется практически неизменным, поэтому для разделения изотопов хи- [c.264]

За истекшие 70 лет с момента выхода в свет последнего прижизненного издания Основ химии в направлении поисков новых способов табличного и графического и вообще математического выражения периодического закона выполнено множество исследований и выдвинуто много предложений. Некоторая часть, причем наиболее интересных и важных, исследований и предложений в этом направлении связана с результатами проникновения современной физики в глубь атома, раскрытия его квантово-электронного строения, обнаружения изотопов как разновидностей химических элементов. Именно явление изотонии, с одной стороны, и наличие у элемента порядкового числа, выводимого экспериментальным путем из данных характеристического рентгеновского спектра элемента, с другой стороны, привели к установлению двух таких фундаментальных признаков атома, как порядковое число ТУ, численно равное положительному заряду атомного ядра Ъ (признак вида атомов — химического элемента), и массовое число А (признак разновидности атомов — изотопа). Оба признака —N=Z и А— носят строго целочисленный характер, важность чего нри характеристике периодического закона всегда отмечал Менделеев. [c.189]

В гомологическом ряду аддитивность некоторого свойства А означает, что оно изменяется по линейному закону, возрастая при введении в молекулу каждой группы СНг на инкремент этого свойства для гомологической разности. Положение соединения в гомологическом ряду однозначно характеризуется числом единиц старших разрядов (х) четырнадцатиричного представления его молекулярного массового числа М= х у). Параметр л может быть вычислен, даже если класс соединения неизвестен для каждого ряда он однозначно связан простым соотношением с числом атомов углерода в молекуле, а разность х — хи где XI соответствует массовому числу первого члена ряда М1, позволяет рассчитать число метиленовых групп в молекуле. [c.16]

Закон смещения позволил определить место изотопов в периодической системе. Например, при излучении КаО двух Р"-частиц и одной а-частицы заряд ядра не меняется, а массовое число уменьшается на 4 единицы. Иными словами, образуется изотоп данного элемента [c.103]

Неустойчивость ядер связана с разными видами радиоактивности самопроизвольным делением ядер, а-, Р -, у-распадом, электронным захватом, — каждый из которых подчиняется определенным законам. Для интересующего нас случая с элементами, имеющими 2 100, было установлено, что здесь возможен а-распад или самопроизвольное деление ядер, что находится в тесной связи с соотношением массового числа А и числа протонов 2. [c.98]

Здесь R—-радиус кривизны в см, т — масса в г, е — заряд соответствующего иона в кулонах, U — ускоряющее напряжение в вольтах и Н—напряженность отклоняющего магнитного поля в гауссах. При постоянных магнитном поле и геометрии ускоряющее напряжение обратно пропорционально массовому числу. При этом предполагается наличие одинакового заряда у ионов разной массы. Масс-спектрометр имеет специальное регулирующее устройство, с помощью которого магнитное поле плавно изменяется по такому закону, что, при непрерывной регистрации ионного тока у выходной диафрагмы, получается равномерная массовая шкала. Шкала масс между 8 и 238 разделена на три участка. Если нужно измерить только относительное содержание различных изотопов одного и того же элемента, то, с помощью регулирующего устройства и скомбинированной с ним шкалы, устанавливается такое магнитное поле, что достаточно малых изменений (Ai/100 V) ускоряющего напряжения (1000 V), чтобы пропустить все изотопы данного элемента через выходную диафрагму. Такое устройство повышает точность измерений. [c.66]

Цифра наверху справа обозначает округленный до целого числа атомный вес или массовое число. Нижний левый индекс обозначает порядковый номер элемента. Из закона сохранения масс следует, что суммы верхних чисел в правой и левой частях уравнения должны быть одинаковыми. Сохранение электрических зарядов требует того же для нижних индексов, так как они равны числу элементарных положительных зарядов в ядре, [c.17]

Так как все изотопы данного элемента имеют близкие массовые числа, то соответствие между возрастанием Z и Л сохраняется также между Z и средним химическим атомным весом. Поэтому оба способа выражения периодического закона в функции от порядкового номера Z (что отвечает физическому смыслу этого закона) и от химического атомного веса дают совпадающий результат, за исключением трех известных нарушений последовательности средних атомных весов при Z = 18,27 и 52. [c.25]

Так как с 1912 г. периодический закон получил новую основу — положительный заряд ядра, — различие атомных весов конечных продуктов распада и и ТЬ уже не служило препятствием для помещения их на одно и то же место в периодической системе. Имеющие одинаковый положительный заряд ядра, но различные массовые числа урановый и ториевый свинцы оказывались, таким образом, изотопами (1П 3). [c.535]

СМЕЩЕНИЯ ПРАВИЛО — закон ра диоактивного распада, согласно которому а-распад всегда приводит к возникновению изотопа элемента, смещенного на две клетки от исходного к началу периодической системы и имеющего массовое число на четыре единицы меньше, чем исходный элемент в результате р-распа-да возникает изотоп элемента, смещенного на одну клетку от исходного к концу периодической системы с тем же массовым числом. С. п. сформулировано в 1913 г. независимо друг от друга К. Фаянсом и Ф. Содди. [c.230]

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]

Однако в те времена многих клавишей не хватало. Было известно 63 элемента из 92 естественно существующих. Многие клавиши издавали фальшивые звуки . Так, Д. И. Менделееву пришлось изменить атомные массы урана и тория, которые тогда принимали равными 116 и 120 (вместо 232 и 240) и атомную массу циркония, принимавшуюся в то время равной 138 (вместо 91). Д. И. Менделеев сумел увидеть (вернее, предвидеть) основной закон, согласно которому многие свойства элементов (валентность, атомные объемы, коэффициенты расширения и др.) изменяются периодически с возрастанием атомной массы элементов. Открытие периодического закона затруднялось из-за его сложности. Размеры периодов не одинаковы. Если в первом периоде (Н, Не) содержится всего два элемента, то во втором (Е1—Ые) — восемь, в третьем (Ма—Аг) — снова восемь, в четвертом (К—Кг)—восемнадцать, в пятом (КЬ—Хе)—тоже восемнадцать, в шестом (Сз—Кп)—тридцать два и, наконец, седьмой период оказывается недостроенным. Отметим, что числа элементов в периодах (2, 8, 8, 18, 18, 32) подчиняются общему закону 2п . При п = это выражение дает 2 при л = 2—8, при я=3—18 и при =4— 32. Кроме того, в середине периодической таблицы элементов находится 14 редкоземельных элементов, многие свойства которых (например, валентность) практически не изменяются, несмотря на увеличение атомной массы Трудность открытия периодического закона заключа лась и в том, что истинной независимой переменной, оп ределяющей свойства элементов, должна быть не масса а число электронов в атоме, т.е. заряд ядра. Д. И. Мен делеев, естественно, принял массу за такую переменную так как в механике она в значительной степени опреде ляет движение частиц. Атом был электрифицирован много позднее. Если бы были известны изотопы (атомы с одинаковым зарядом ядра и разными массами, например, водород и тяжелый водород), то, располагая их в ряд по величине массы, вряд ли можно было бы открыть периодический закон. Это удалось потому, что между массовым числом и зарядом ядра имеется определенная связь. Так, в начале таблицы элементов массовое число приблизительно в два раза больше заряда ядра. Атомная масса элемента определяется также его изотопным составом. При расположении элементов по их массовым числам Д. И. Менделееву при составлении таблицы при- [c.312]

Отклонения от закона постоянства изотопного состава в большинстве случаев легко пояснимы. Одна из причин отклонения — радиоактивный распад естественных радиоактивных элементов и ядерные реакции, вызываемые элементарными частицами, выделяющимися при этом распаде. Так, например, в различных свинцовых месторождениях преобладает либо РЬ , либо РЬ . Дело в том, что свинец является конечным продуктом радиоактивного распада двух естественных радиоактивных элементов урана и тория, Урановый свинец имеет массовое число 206, ториевый — 208. Стронций, выделенный из слюды, которая содержит рубидий, на 100% состоит из изотопа с массой 87. В то же время содержание во всех прочих природных соединениях этого элемента немногим больше 7%. Причина этой аномалии — в естественйой радиоактивности НЬ , Выбрасывая р-частицу, последний превращается в 5г . [c.24]

Закон сохранения энергии выполним при р-распаде, если считать, что энергия распада определяется максимальной энергией р-спектра. При вылете электронов с энергией меньше максимальной недостающая часть энергии должна уноситься какими-то частицами ничтолшой массы, лишенными заряда и проникающими через большие толщи вещества без заметной потери энергии (калориметрические опыты). Существование этих частиц следует также и из закона сохранения момента количества движения. Как уже известно, ядро обладает целым спином (в единицах /г), если массовое число четно, и полуцелым, если массовое число получетно. Это свойство, т. е. целочисленность или полуцелочисленность спина, должно сохраняться при р-распаде, поскольку массовое число в этом процессе не изменяется. [c.100]

Но это не означает, что ядро не может спонтанно без притока внешней энергии испустить частицу и превратиться в другое ядро. Природную радиоактивность впервые открыл в 1896 г. Беккерель. Выше ( 3 настоящей главы) описана природа радиоактивного а-, р- и у-излу-чения. Здесь только отметим важное обобщение явлений природной радиоактивности — закон смещения Содди—Фаянса при испускании элементом а-частицы (Не ) порядковый номер образовавшегося элемента уменьигается на две единицы, а массовое число — на четыре новый элемент располагается в периодической системе на два места левее исходного, при испускании элементом -частицы порядковый номер образовавшегося элемента увеличивается на единицу (происходит превращение нейтрона в протон с испусканием электрона + р + е), а масса элемента не меняется новый элемент располагается в периодической системе на одно место правее исходного [c.71]

СМЕЩЕНИЯ ПРАВИЛО — закон радиоактивного расшща. Согласно С. п., а-распад всегда приводит к возникновению изотопа элемента, смещенного на две клетки от исходного к началу периодич. системы (и имеющего массовое число на четыре единицы меньше) -распад приводит к возникновению изотопа элемента, смещенного на одну клетку от исходного к концу периодич. системы (и притом с тем же массовым числом). С. п. сформулировано в 1913 независимо К. Фаянсом и Ф. Содди. При спонтанном делении не может быть сформулирован однозначный закоп смещения — здесь существуют разнообразные варианты осколочных пар с наибольшей вероятностью, однако, реализуется несимметричное деление на тяжелый и легкий осколки, заряды и массы к-рых составляют 60% и 40% от заряда и массы делящегося ядра. См. Радиоактивность. [c.463]

Закон сме.цения. При потере ядро.м ати. ла а-частпцы заряд ядра 7. у.меньшается н а две единицы при потере ядром ато>, а Ч-част -л ы 7 уве-л гчивается из одну единицу. При эго . в первом случае массовое число (.4) [)адиоа1ш в1 ОГО эде.меита у. 1е ьшается на четыре ед ницы, во втором [c.43]

У двухатомных молекул некоторых веществ имеются орто- и пара-модификации, отличающиеся параллельным и антипарал-лельным расположением векторов ядерных спинов. Сочетание этих векторов с векторами вращения молекулы приводит по законам квантовой механики к выпадению части уровней вращения. Для двухатомных молекул, состоящих из одинаковых атомов, половина уровней вращения запрещается (при четном массовом числе атома выпадают нечетные уровни вращения и наоборот). Поэтому сумма состояний вращения при достаточном их числе должна быть разделена на два, а в энтропии вращения появляется член —Я 1п 2. В более сложных молекулах указанные обстоятельства приводят к появлению энтропийного члена —Я па, где о=3 (аммиак) 12 (метан) . ..число симметрии молекулы. Это слагаемое включается в суммарную величину энтропии вращения. [c.321]

При идентификации изотопов самых тяжёлых элементов используются ещё разные предложенные методы систематизации этих изотопов, благодаря которым свойства изотопа с данным массовым числом оказывается возможным предсказать по совокупности свойств изотопов с соседними ббльшими или меньшими — значениями Е и N. Такой метод формально схож с предсказаниями, сделанными в своё время Д. И. Менделеевым относительно свойств ещё не открытых элементов. Не следует, однако, упускать из виду, что предсказания Менделеева основывались на открытом им периодическом законе, служившем теоретической основой таких предсказаний, тогда как предсказания свойств новых изотопов имеют пока чисто эмпирический характер. Примером таких предсказаний является, например, график зависимости энергии а-частиц ещё не открытых изотопов элементов № 99 и 100, приведённый на рис. 43 и построенный по аналогии с а-распадом калифорния и других изотопов с N. близкими к 152. В дальнейшем, при обсуждении вопроса о возможном пределе числа элементов, мы воспользуемся возможностью экстраполяции, т. е. продолжения тех или иных установленных на опыте, хотя ещё и не объяснённых закономерностей в ещё не исследованную область. [c.143]

Из изложенного в основном тексте следует, что каждое место периодической системы (по крайней мере у смешанных элементов) содержит п л е я д у атомов, обладающих различными массовыми числами. Распололшть такую плеяду на одном месте без нарушения общего характера системы можно лишь при ее построении ие на плоскости, а в пространстве. Подобный переход от двух к трем измерениям может рассматриваться как дальнейшее развитие периодического закона. [c.545]