Строение атомного ядра и радиоактивность

Поскольку радиоактивные свойства зависят от строения атомного ядра, а не от электронного окружения, изотопы одного элемента могут иметь похожие химические свойства и совершенно различную радиоактивность. В то время как период полураспада урана-238 равен 4 500 ООО ООО лет, период полураспада урана-235 [c.168]

Изучение и использование радиоактивных свойств Ва сыграло огромную роль в исследовании строения атомного ядра и явления радиоактивности. Химические методы, разработанные нри выделении из руд соединений Ва и изучении их свойств, легли в основу методов радиохимии . [c.317]

Учение о радиоактивности, строении атомного ядра, ядерных превращениях и взаимодействии ядер и ядерного излучения с веществом составляет один из важнейших разделов науки. [c.5]

Изучение искусственных радиоактивных элементов дало много нового для познания тайн строения атомного ядра. Оно показало, что не только очень тяжелые ядра неустойчивы. И у легких элементов прочна далеко не всякая комбинация протонов и нейтронов. Устойчивы только некоторые комбинации их, остальные распадаются без всякого толчка со стороны. Половина ядер искусствен-ко приготовленного натрия-24, содержащих всего на один нейтрон больше обычного, распадается за 14 часов. 48 минут. Ядра же фосфора-30, в которых только на 1 нейтрон меньше обычного, настолько непрочны, что половина их успевает взорваться всего за 2 минуты 33 секунды. [c.236]

СТРОЕНИЕ АТОМНОГО ЯДРА. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ. ЯВЛЕНИЕ РАДИОАКТИВНОСТИ [c.63]

Наряду с выяснением строения атомного ядра наука семимильными шагами двинулась по пути к овладению ядерной энергией. В 1919 году Резерфорду удалось впервые произвести искусственное превращение элементов — при бомбардировке азота радиоактивными частицами был получен кислород. [c.93]

АТОМНОЕ ЯДРО — центральная составная часть атома, в которой сосредоточена основная масса атома. А. я. имеет положительный заряд, определяющий количество электронов вокруг А. я. нейтрального атома, и порядковый номер элемента Z в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. А, я. состоит из протонов и нейтронов. Сумма протонов и нейтронов называется массовым числом и обозначается буквой М, Размеры А. я. (радиус 10 см) весьма малы по сравнению с размерами атома (10 см), но почти вся масса атома сосредоточена в А. я. А. я., имеющие одинаковое 2, но различное М, называются (как и соответствующие им атомы) изотопами и обозначаются символом атома со значениями М вверху и 2 внизу слева. Например, стабильные изотопы кислорода обозначаются 0, О, дО. Число А. я. значительно больше числа химических элементов, т. к. каждый химический элемент имеет ряд стабильных или радиоактивных изотопов. А. я. отличаются свойствами и строением. [c.34]

Однако все элементы периодической системы с 2>83 (т. е. после висмута) радиоактивны, не имеют стабильных изотопов. Большое практическое значение имеют и многие искусственно получаемые радиоактивные изотопы. Поэтому в наши дни важнейшей характеристикой химического элемента являются не только химические свойства, определяемые строением электронной оболочки атома, но и свойства атомного ядра, прежде всего его стабильность. Современная химия решает задачи, связанные с выделением и очисткой отдельных изотопов, как стабильных, так и радиоактивных, их практическим использованием, например при работе АЭС. От строения и устойчивости атомного ядра изотопов того или иного химического элемента зависит его распространенность, влияющая на распределение элемента в земной коре и на земном шаре, сочетание элементов друг с другом в минералах и месторождениях. [c.208]

Период полураспада (Т. д)- время, за которое количество нестабильных частиц уменьшается наполовину. П. п.— одна из основных характеристик радиоактивных изотопов, неустойчивых элементарных (фундаментальных) частиц. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева — естественная система химических элементов. Расположив элементы в порядке возрастания атомных масс (весов) и сгруппировав элементы с аналогичными свойствами, Д. И. Менделеев составил таблицу элементов, выражающую открытый им периодический закон Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, стоят в периодической зависимости от их атомного веса (1869—1871 гг.). Периодический закон и периодическая таблица элементов Д. И. Менделеева позволяют установить взаимную связь между всеми известными химическими элементами, предсказать существование ранее неизвестных элементов и описать их свойства. На основе закона и периодической системы Д. И. Менделеева найдены закономерности в свойствах химических соединений различных элементов, открыты новые элементы, получено много новых веществ. Периодичность в изменении свойств элементов обусловлена строением электронной оболочки атома, периодически изменяющейся по мере возрастания числа электронов, равного положительному заряду атомного ядра Z. Отсюда современная формулировка периодического закона свойства элементов, а также образованных ими простых и сложных соединений находятся в периодической зависимости от величин зарядов их атомных ядер (Z). Поэтому химические элементы в П. с. э. располагаются в порядке возрастания Z, что соответствует в целом их расположению по атомным массам, за исключением Аг—К, Со—N1, Те—I, Th—Ра, для которых эта закономерность нарушается, что связано с нх изотопным составом. В периодической системе все химические элементы подразделяются на группы и периоды. Каждая группа в свою очередь подразделяется на главную и побочную подгруппы. В каждой подгруппе содержатся элементы, обладающие сходными химическими свойствами. Элементы главной и побочной подгрупп в каждой группе, как правило, обнаруживают между собой определенное химическое сходство главным образом в высших степенях окисления, которое, как правило, соответствует номеру группы. Периодом называют совокупность элементов, начинающуюся щелочным металлом и заканчивающуюся инертным газом (особый случай — первый период) каждый период содержит строго определенное число элементов. П. с. э. имеет 8 групп и 7 периодов (седьмой пока не завершен). [c.98]

Атомное ядро. Раннее развитие теории внутриатомной структуры во многом обязано открытию радиоактивности. Встречающиеся в природе радиоактивные элементы испускают три вида лучей, одни из которых, а-лучи, представляют собой атомы гелия с двойным положительным зарядом. Энергия частиц, из которых состоят а-лучи, очень велика, и их можно использовать для бомбардировки вещества с целью выяснения деталей строения атомов. Если эти снаряды , обладающие высокой энергией, направить на тонкий лист из любого вещества, то большая часть их пройдет через него без заметного отклонения — результат, который подтверждает, что внутриатомные частицы очень малы по сравнению с объемом свободного пространства, которое они занимают. Однако иногда а-частица довольно заметно отклоняется, как будто бы она прошла вблизи материальной частицы, которая ее сильно оттолкнула. На основании таких наблюдений Резерфорд разработал теорию строения атомов, в которой атомы рассматриваются как частицы, состоящие из положительно заряженного ядра, занимающего исключительно малый объем, и окружающих его электронов. [c.21]

Строение атома. Атомное ядро. Изотопы. Стабильные и нестабильные ядра. Радиоактивные превращения, деление ядер и ядерный синтез. Уравнение радиоактивного распада. Период полураспада. [c.500]

Радий также используется в качестве индикатора при различных химических и физических исследованиях. Изучение радиоактивности привело к значительному прогрессу теории строения и распада атомов, подготовив почву для работы по расщеплению атомного ядра и использованию внутриатомной энергии. [c.299]

Ядерные свойства изотопа в отличие от химических свойств его предопределяются не зарядом атомного ядра, а его составом, при одинаковом же составе — строением ядра. Поэтому у изотопов одного и гого же элемента ядерные свойства совершенно различны. Так, протий (Н) и дейтерий (D) — не радиоактивны, а тритий (Т) — радиоактивен. Протий поглощает нейтроны, превращаясь в дейтерий посредством ядерной реакции [c.185]

Изучая радиоактивные явления, мы непосредственно подошли к исследованию атомного ядра. Новая эпоха в изучении вещества, открывшая нам электрическую природу его строения, вела нас к все более глубокому пониманию сил, действующих внутри атома, а через 50 лет привела к первому практическому использованию запасов энергии, которые находятся в атомном ядре. Первое использование атомной энергии оказалось разрушительным. Но за первым этапом, несомненно, последуют новые, которые проложат путь к ее использованию на благо человечества. [c.317]

Первый том нового (шестого) издания справочника состоит из пяти книг, посвященных атомной и молекулярной физике. Первая книга — правила пользования справочником, метрическая система, основные физические и химические константы, атомы и ионы (спектры, радиусы, магнитные моменты, поляризуемость, эффект Фарадея). Вторая и третья книги — свойства молекул, молекулярных ионов и радикалов межатомные расстояния, энергии химических связей, колебания и вращение молекул, барьеры внутреннего вращения, ИК-, КР- и микроволновые спектры, спектры поглощения, энергии ионизации, оптическое вращение, поляризуемость, магнитные моменты, квантовые выходы фотохимических реакций. Четвертая книга — кристаллы (строение, типы решеток, рентгеновские спектры, радиусы атомов и ионов) пятая — атомное ядро и элементарные частицы (свойства ядер, естественная радиоактивность, ядерные реакции, космические лучи). [c.44]

В то время как обычные химические реакции связаны с изменением во внешних слоях атома, т. е. в электронной оболочке, радиоактивные явления объясняются процессами, протекающими в атомном ядре. Общие представления о естественной и искусственной радиоактивности, об излучениях при радиоактивном распаде и о природе и свойствах элементарных частиц даются в курсах общей химии и общей физики, в разделах об электронно-ядерном строении атомов и составе, строении и превращении атомных ядер. [c.98]

Особенно сильно сказалось значение периодического закона Менделеева в последнее время в связи с усиленной разработкой вопросов о строении атомов и молекул, о свойствах радиоактивных элементов, о процессах в атомных ядрах. [c.11]

Рассмотрим теперь различия в свойствах изотопов. Все свойства элементов можно разделить на две группы. К первой принадлежат ядерные свойства, непосредственно зависящие от массы и строения ядра. К ним принадлежат атомный вес, радиоактивность и ее характер,рентгеновские спектры и некоторые другие свойства. Ко вторым относятся периферические свойства, зависящие от строения внешних слоев электронной оболочки вокруг ядер. К ним принадлежат химические свойства элементов и большинство их физических свойств. При изменении агрегатного состояния элемента, вступлении его в химическое соединение с другим элементом и при внешних воздействиях обычного порядка ядро атома остается неприкосновенным, а изменяется лишь строение электронной [c.22]

Авторы данной части книги исходили из предположения, что основные сведения о строении атома, его ядре и элементарных частицах, а также о естественной и искусственной радиоактивности известны читателям из курсов общей и неорганической химии, физики и физической химии. Для лучшего усвоения излагаемого материала некоторые сведения об атомном ядре приводятся здесь в кратком виде. [c.237]

Некоторые необычные явления, открытые в последние годы XIX и первые годы XX вв., значительно изменили эту упрощенную концепцию о строении вещества. Сначала заметили, что некоторые химические элементы обладают необычным свойством самопроизвольно (т. е. без всякого внешнего воздействия) испускать излучения большой энергии. Это явление было названо радиоактивностью. Через короткое время после открытия радиоактивности последовали и другие фундаментальные наблюдения о строении вещества. Было отмечено, что траектория некоторых лучей, испускаемых радиоактивными веществами (а именно а-лучей), при их прохождении через вещество изменяется на основании этого был сделан вывод, что атомы представляют собой сложные построения, состоящие из атомного ядра и электронной оболочки (см. стр. 65). В ядре (несмотря на то что его диаметр составляет примерно одну десятитысячную часть диаметра атома) содержится почти вся масса атома и сконцентрировано также определенное число положительных зарядов, разное у различных элементов. Число положительных зарядов ядра определяет число электронов оболочки атомов. В то время как химические и многие физические свойства, например оптические и рентгеновские спектры атомов, обусловливаются электронной оболочкой последних, другие свойства, такие, как масса и радиоактивность, связаны с ядром. Выделение огромной энергии в процессе радиоактивных превращений показывает, что атомные ядра в свою очередь являются сложными и состоят из более простых частиц. Позднее удалось вызвать искусственным путем явления, подобные наблюдаемым у природных радиоактивных элементов, и высвободить энергию атомов. [c.737]

Существование одного и того же элемента в виде атомов с различными массами подозревали ранее, поскольку было найдено, что многие пары радиоактивных элементов не разделяются обычными химическими методами. Предполагалось, что эти пары не будут различаться спектроскопически. Содди [ 1905] назвал такие различные по радиоактивности формы данного элемента изотопами, поскольку они занимают одно и то же место в периодической системе элементов. Предполагалось также, что могут существовать и изотопы стабильных элементов и что неидентифицированный ион, обнаруженный Томсоном, представляет собой тяжелый изотоп неона. После того как в 1919 г. Астон окончательно доказал существование двух изотопных форм неона, теория существования изотопов, вытекающая из теории атомного ядра Резерфорда [1752], оказала большое влияние на дальнейшее формирование теории строения ядра. Содди [1906] считал, что изотопы обладают совершенно идентичными физическими свойствами, различие сохраняется лишь в отношении сравнительно немногих свойств, непосредственно связанных с массой атома . Такие же величины, как константы равновесия и скорости химических реакций молекул, содержащих различные изотопы, различаются очень незначительно. Содди предвидел, что для многих легких элементов, как, например, магния, хлора, атомные веса которых заметно отличаются от целых чисел (24,3 и 35,5 соответственно), будет характерно наличие нескольких распространенных стабильных изотопов. [c.14]

Строение электронных оболочек также определяется зарядом ядра атома. Вот почему число и расположение валентных электронов у изотопов одного элемента будут практически одинаковы. Отсюда следует тождественность химических свойств этих изотопов. Специфические же свойства ядер атомов этих изотопов, являющиеся функцией атомной массы (устойчивость, радиоактивность и другие), могут существенно различаться. Тонкое исследование свойств изотопов химических элементов показывает, что имеется все же некоторое различие в строении электронных оболочек изотопов одного и того же элемента. Однако различия эти не столь велики, чтобы вызвать заметные расхождения в химических свойствах этих изотопов. [c.7]

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]

Эрнест Резерфорд (1871 —1937) происходил из аристократической английской семьи. Он родился и получил образование в Новой Зеландии, приехал в Англию молодым человеком, затем получил должность профессора в Монреальском университете (Канада), а по возвращении в Англию был назначен заведующим знаменитой Кэвендищской лаборатории, которой руководил в течение многих лет. Одна из его фундаментальных работ по исследованию электромагнитного излучения была впоследствии использована Маркони при разработке беспроволочного телеграфа он установил природу трех типов лучей, возникающих при радиоактивном распаде, однако наибольшую известность принесли Резерфорду его работы по исследованию строения атома. Он был дважды удостоен Нобелевской премии, первый раз еще в 1908 г., до опытов по прохождению альфа-частиц через золотую фольгу. Резерфорд был не только выдающимся ученым, но также прекрасным научным руководителем, привлекавшим к себе и стимулировавшим работу способных сотрудников своей лаборатории. Можно лищь восхищаться тем, что результаты его измерений размеров атомного ядра, полученные с помощью чрезвычайно простого оборудования, при сравнении с лучшими данными современных измерений до сих пор считаются достаточно точными. [c.63]

Синтезы циклопентадиенил-аниона и циклооктатетраена, осуществленные в начале двадцатого столетия, совпали с новым пробуждением интереса к природе вещества. Открытие электрона, радиоактивности и атомного ядра активизировали научную мысль успехи в области физики были вскоре использованы при обсуждении строения молекул. Теории Косселя, Лангмюра, Льюиса и других позволили формально описать химические связи с участием электронов. Особенно плодотворной оказалась октетная теория Льюиса, в которой магическому числу восемь приписывалась важнейшая роль в образовании электронной валентной оболочки вокруг атомов. В 1925 г. Армит и Робинсон [17], модифицировав гексацентричесКую теорию Бамбергера на основе электронных представлений, предположили, что ароматический секстет, подобно октету, представляет собой особо устойчивую комбинацию электронов. Как и в случае октета, причина, почему шесть, а не четыре или восемь электронов принимают устойчивую конфигурацию, оставалась непонятной. Примерно в то же время Ингольд [18] предположил, что помимо структур Кекуле в основное состояние бензола могут вносить вклад структуры ара-связанного бензола Дьюара, и таким образом была создана резонансная картина бензола. [c.286]

Атомное ядро. При первом ознакомлении со строением атома (гл. VIII, 2) мы условно принимали ядро атома за нечто целое, как бы неделимое. Но явление радиоактивности, сущность которого состоит в распаде атомного ядра, указывает на его сложность и на то, что оно имеет определенное строение. [c.204]

Закон целых атомных весов приводит нас таким образом к выводу, что одной из составных частей всех атомов являются водородлые ядра (Н" , получившие название протонов, и вероятно также нейтроны с массой, близкой к массе протона. Другой составной частью являются электроны, которые окружают атомное ядро, образуя электронную оболочку атома, и, возможно, входят в самое ядро. Мы еще не обладаем достаточно достоверными данными о внутреннем строении ядер, но повидимому в них большая часть протонов и нейтронов не свободна, а связана в прочные а-частицы при самопроизвольном распаде радиоактивных элементов отщепляются всегда а-частицы, но не протоны. [c.51]

Открытие явления радиоактивности (конец XIX века) резко изменило представления о строении атомов, показав их сложность — наличие ядер и электронов. Атомные ядра, в свою очередь, оказались сложными образованиями, состоящими из протонов, нейтронов и других элементарных частиц. Из комбинаций этих частиц состоят атомы всех элементов. Далее последовало открытие изотонии элементов — наличие у одних и тех же элементов атомов, отличающихся по массе и энергии, открытие искусственной радиоактивности, возмонености деления атомов и взаимных превращений элементов. [c.10]

Рассмотрим теперь различия в свойствах изотопов. Все свойства элементов можно разделить на две группы. К первой принадлежат ядерные свойства, непосредственно зависящие от массы и строения ядра. К ним принадлежат атомный вес, радиоактивность и ее характер, рентгеновские спектры и некоторые другие свойства. Ко вторым относятся периферические свойства, зависящие от строения внешних слоев электронной оболочки вокруг ядер. К ним принадлежат химические свойства элементов и большинство их физических свойств. При изменении агрегатного состояния, вступлении элемента в химическое соединение с другим элементом и при внешних воздействиях обычного порядка ядро атома остается неприкосновенным, а изменяется лишь строение электронной оболочки, точнее — внешних слоев валентных электронов у атомов, начинающихся со второго ряда системы Менделеева, где, кроме валентных электрогюв, имеются также внутренние. [c.23]

Научные исследования посвящены атомной и ядер-ной физике и имеют непосредственное отношение к химии. Заложил основы современного учения о радиоактивности и теории строения атома. Совместно с Ф. Содди разработал (1902) основные положения теории радиоактивного распада. Предложил ( 911) планетарную модель атома. Предсказал (1920) сушсст-вование и возможные свойства нейтрона, существование атома водорода с массой, равной 2 — дейтерия, и предложил называть ядро атома водорода протоном. [c.38]