Атомные веса радиоактивных определения элементов

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]

Во-вторых, изучение радиоактивных цепочек привело к открытию явления изотопии. Было замечено, что многие радиоактивные элементы, составляющие определенные звенья в цепочке распада, обладают одинаковыми химическими свойствами и их невозможно разделить никакими химическими операциями. Например, при распаде полония и таллия (см. рис. 10) образуются элементы, подобные по своим свойствам свинцу. При распаде радона и висмута образуются два полония. Видно, что эти элементы различаются только атомными весами. Так, свинец имеет три вида атомов с атомными весами 214, 210 и 206 висмут — два вида с атомными весами 214 и 210. Содди в 1911 г. такие разновидности атомов одного химического элемента назвал изотопами, что означает занимающие одно место в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. [c.33]

Некоторые свойства элементов, которые зависят от строения ядер, изменяются не периодически, например атомный вес, радиоактивные свойства, частота определенных соответственных линий рентгеновских спектров элементов. [c.83]

Изотопия радиоактивных элементов 2. в настоящее время известно свыше 40 радиоактивных элементов, которые все кроме калия и рубидия занимают последние 12 клеток периодической системы (№ 81 — 92). Как мы видели, каждый из них помимо определенного атомного веса характеризуется определенными радиоактивными свойствами (скорость распада, состав и энергия излучения), которые сохраняются неизменными во всех его соединениях. Остальные физические и химические свойства однако определяются той клеткой, которую элемент занимает в периодической системе. С точки зрения данного выше определения химического элемента все 40 радиоактивных элементов являются разновидностями всего лишь 11 химических элементов. [c.35]

Поскольку атомный номер определяется атомной структурой, он приобретает значение, которое не придавалось атомному весу, рассматриваемому согласно атомной теории Дальтона. Многочисленные превращения, которым подвергаются радиоактивные элементы, привели к открытию, что один элемент может обладать различными атомными весами согласно же классической атомной теории, каждый элемент должен иметь только один определенный атомный вес. [c.420]

То обстоятельство, что большинство эле.ментов состоит в действительности из смесей изотопов, заставляет рассматривать обычные атомные веса большинства элементов как некоторые средние величины, сами по себе не отвечающие какому-либо определенному виду атомов. Опыт показывает, однако, что отдельные изотопы входят в состав данного элемента в практически одинаковых соотношениях (если не считать отдельных исключений, связанных с радиоактивными процессами). Постоянными остаются поэтому и обычные атомные веса, которые для практических расчетов химии полностью сохраняют свое значение. [c.437]

До недавнего времени почти все определения атомных весов производили химическим методом. Этот метод заключается в определении количества данного элемента, которое соединяется с одним грамм-атомом кислорода или какого-либо другого элемента, атомный вес которого известен. Один пример был уже разобран (пример 4.3), теперь рассмотрим другой пример, сыгравший важную роль в развитии теории радиоактивности. [c.95]

Число элементов. Химическими элементами называются составные часги всех материальных тел, которые обычными химическими и физическими воздействиями не могут быть разделены на более простые составляющие Каждый элемент обладает определенной совокупностью физических и химических свойств, которые определяются однозначно местом этого элемента в периодической системе. Большинство этих свойств (кроме атомного веса и радиоактивных свойств) зависит в конечном счете от числа и конфигурации внешних электронов, окружающих атомное ядро (см. ниже 79). [c.35]

Так как атомный вес элемента свинца (а именно 207,2) представляет собой промежуточную величину между крайними значениями масс разновидностей атомов свинца, полученных в результате радиоактивного распада в различных семействах, то можно было думать, что природный свинец представляет собой смесь в определенной пропорции этих разновидностей по массе и атомный вес этого элемента — 207,2 — является результирующим из этой пропорции. Так оно и оказалось. [c.93]

Разобраться в этих новых элементах помог периодический закон Менделеева, отводивший каждому элементу определенное место в периодической системе на основании совокупности его химических свойств. Поэтому химическая неразличимость отдельных разновидностей элементов, несмотря на различие радиоактивных свойств, заставляла поместить все такие разновидности в одну клетку системы Менделеева. В чем же причина различия физических, радиоактивных свойств химически идентичных разновидностей элементов Эта причина может корениться в различном атомном весе. [c.16]

Излучение а-частицы приводит к возникновению нового элемента, порядковый номер которого в периодической системе меньше на 2 единицы. Например, радий (№ 88) излучает а-частицу и превращается в радон (№ 86). Радон (№ 86) излучает а-частицу и превращается в КаА (Л Ь 84). Излучение р-частицы вызывает образование элемента с порядковым номером, большим на 1 единицу. Например, РаВ (№ 32) излучает р-частицу и превращается в РаС (№ 83). ТЬВ (Л Ь 82) излучает р-частицу и превращается в ТЬС (Л Ь 83). Радиоактивные элементы ТЬ и Ас в свою очередь образуют два семейства радиоактивных элементов с последовательными и строго определенными превращениями. Конечным продуктом распада тория является свинец с атомным весом 208.0. [c.101]

Если обозначить число распадающихся за единицу времени (I сек) атомов через Р, а их общее наличное число через Л, то закон радиоактивного распада может быть выражен соотношением Р = Ы. Коэффициент пропорциональности (X) носит название константы распада и имеет для каждого радиоактивного элемента определенную, характеризующую его величину. Последнюю легко найти, если из опыта (в результате подсчета сцинтилляций) известно число атомов, распадающихся за 1 сек. Например, по современным данным, для 1 г радия / = 36-10 . С другой стороны, общее содержащееся в I г радия число атомов равно 6,02-10 226,05 (атомный вес Яа) = [c.533]

Большое практическое значение имеет тот факт, что соотношение изотопов в природных элементах строго одинаково. Бесчисленные определения атомных весов, выполненные на протяжении века с пробами одного и того же элемента разного происхождения, практически всегда приводили к постоянным значениям . Необходимо принять, что эта смесь изотопов природных элементов образовалась раньше отверждения земной коры на протяжении очень продолжительных геологических эпох. В природе существуют чистые изотопы или смеси изотопов в соотношениях, только в исключительных случаях отличающихся от обычных, например тогда, когда изотоп образовался в результате радиоактивного распада в твердых минералах (см. выше случай образования свинца из урана и тория). В природных условиях только очень редко и очень несовершенно происходит частичное разделение соединений смеси изотопов какого-либо элемента. Хак, вода больших альпийских ледников несколько богаче тяжелым водородом вследствие более быстрого испарения обычной воды, более летучей, чем тяжелая вода. Тот факт, что смешанные элементы обладают одинаковым изотопным составом, является особенно благоприятным обстоятельством. Иначе в аналитической химии встретились бы большие трудности. [c.756]

Существование изотопов требует некоторого видоизменения этого положения. Атомы изотопов практически одинаковы во всех отношениях, за исключением массы. Однако законы химического соединения будут следовать из атомистической теории в том случае, если все изотопы данного элемента всегда присутствуют в постоянном соотношении независимо от того, находится ли элемент в свободном состоянии или в соединении, так что существует определенная средняя масса атома. Условие постоянного соотношения изотопов практически выполняется с исключительно высокой степенью точности во всех обычных химических процессах, хотя не так давно были сделаны увенчавшиеся успехом попытки разделения изотопов. Верно также и то, что радиоактивный свинец имеет отличный от обычного свинца изотопный состав, а следовательно, и отличный от него атомный вес. Это представляет исключение из заключений, сделанных Стасом. >, [c.15]

В конце прошлого и начале этого века супруги Мария и Пьер Кюри, Дебьерн, Резерфорд и Дорн открыли радиоактивные элементы — радий, полоний, актиний и радон (последний первоначально назывался эманацией). С течением времени число известных радиоактивных элементов увеличивалось и к 1912 г. их насчитывалось 39, причем относительная масса этих элементов (атомный вес) была равна или больше 209. Согласно периодическому закону каждому элементу отвечает своя определенная клетка в периодической системе, и перед учеными возникла неразрешимая, как тогда казалось, задача разместить 39 элементов в 10 клетках (от висмута до урана). [c.54]

В-пятых, вещество, находящееся в радиоактивном распаде в форме немногих относительно прочных радиоактивных элементов, причина распада которых нам неизвестна и может быть — это есть общее свойство всех химических элементов в меньшей степени. Мы здесь имеем дело с химическими элементами сложного изотопного состава, проникающими все вещество биосферы и идущими вглубь на глубину, нам неизвестную. Это вещество, в такой форме дисперсно рассеянное, является одной из самых мощных сил, меняющих всю энергетику биосферы (как и более глубоких оболочек см. гл. IX и X). С другой стороны, все вещество биосферы и, по-видимому, только биосферы, проникнуто шестой формой вепдества — рассеянными атомами, которые непрерывно создаются из всякого рода земного вепдества под влиянием космических излучений, непрерывно охватывающих планету, по-видимому, из просторов Млечного пути. Изотопический характер этих рассеянных элементов неизвестен, по-видимому, это отдельные изотопы. Точное определение атомного веса их изотопов есть ближайшая научная задача дня. [c.52]

Радиоактивность находит применение также и в геологии. Одним из самых ранних применений радиоактивности было определение возраста Земли. Скорость радиоактивного распада различных атомов хорошо известна, поэтому возраст данного радиоактивного минерала можно вычислить путем простого деления количества продукта распада на скорость его образования. Если время жизни материнского элемента очень велико, то расчеты упрощаются. Количество свинца, найденное в урановом минерале, является мерой количества урана, претерпевшего радиоактивный распад, если только из других мест сюда не было внесено свинца и не было его утечки. Определение атомного веса или измерение относительных количеств изотопов может быть использовано для того, чтобы ввести поправку на наличие обычного свинца, который находится в образце минерала и не возникает благодаря распаду урана или тория. Землю нужно считать, по крайней мере, такой же старой, как и самый давний из всех когда-либо найденных минералов возраст Земли оценивают примерно в 5 млрд. лет. [c.741]

Наши сведения об изотопном составе различных элементов, а также изучение ядерных реакций и искусственной радиоактивности приводят к заключению, что у устойчивых атомных ядер соотношение между числом протонов и нейтронов подчинено определенной закономерности. В атомах более легких элементов (с атомным весом до 42) масса устойчивых атомов численно примерно вдвое больше заряда ядра, например гНе , еС вО , 17С1 , гоСа , т. е. число протонов в них примерно равно [c.417]

Изотопы были открыты в процессе изучения радиоактивных элементов. Предполагалось, что они химически идентичны и отличаются лишь по массе и радиоактивным свойствам. Уже давно было отмечено, что относительная распространенность изотопов элемента, образующегося в результате радиоактивного распада, может отличаться от распространенности изотопов этого же элемента, обнаруженного в нерадиоактивном минерале. Ричардс и Лемберт [1694] первые показали, что атомный вес свинца в природе колеблется обычный свинец обладал атомным весом 207,15, в то время как образцы свинца из различных радиоактивных минералов обладали атомным весом 206,40. Аналогичные колебания были отмечены и для других элементов, связанных с радиоактивными минералами. Как это будет показано ниже, измерение относительной распространенности изотопа при детальном знании процессов распада, приводящих к его образованию, может быть использовано при определении возраста минерала. Однако вариации в распространенностях изотопов наблюдаются и для процессов, связанных лишь со стабильными изотопами, что свидетельствует о некотором различии в физических и химических свойствах изотопов одного и того же элемента. [c.100]

Обнаружив, что некоторые природные урановые минералы (урановая смоляная руда, уранит и т. д.) оказываются более активныхми, чем металлический уран и его искусственные соединения такого же состава, как и природные минералы, М. Кюри высказала предположение, что в подобных минералах содержатся малые количества неизвестных высокорадиоактивных элементов. Попытки химического выделения этих гипотетических простых веществ привели Пьера и Марию Кюри к открытию двух новых радиоактивных элементов — полония (Z=84) и радия (2 = 88), а впоследствии (1902 г.) к получению весовых количеств (100 мг) чистого хлорида радия, к определению его атомного веса и целого ряда физико-химических свойств. [c.31]

ИЗОТОПНЫЙ МЕТОД (метод меченых атомов). Использование в исследовательских целях различных изотопов. Среди изотопов имеются стабильные — устойчивые — и радиоактивные — распадающиеся. Атомы одного изотопа, введенные в основную массу атомов другого изотопа того же элемента, называются мечеными атомами. Наличие их в смеси может быть обнаружено физическими методами, в частности по радиоактивности . Меченые атомы равномерно распределяются среди основной массы атомов другого изотопа, что приводит к образованию меченых соединений. В частности, в агрохимии применяются меченые удобрения, например меченый суперфосфат, содержащий не только обычный фосфор с атомным весом 31, но и радиоактивный изотоп с атомным весом 32 — или меченый сульфат аммония, содержащий повышенное количество стабильного изотопа азота с атомным весом 15 — К . Применение в опытах меченых удобрений позволяет отличить питательный элемент, поступивший в растение из удобрения, от поступившего из почвы, проследить передвия ение удобрений и их химические превращения в почве и растении. Применение изотопного метода привело к установлению более правильных представлений о коэффициенте использования фосфорных и азотных удоб-)еыий, о ретроградации фосфатов и зафосфачивании почв. 1рименение радиоактивного фосфора позволило определять общий запас в почве усвояемых фосфатов. Радиоактивные изотопы используются для определения влажности почвы, ее объемного веса, при изучении вопросов мелиорации и орошения. Применение их позволило правильнее оценивать различные способы внесения удобрений, в частности некорневых подкормок, и работу туковых сеялок. И. м. получил широкое применение при изучении действия ядохимикатов, так как при его помощи быстро и точно устанавливается поступление ядохимикатов в растение и организм животного. [c.111]

В качестве примера рассмотрим ряд тория. Элемент торий сравнительно очень стоек (его период полураспада равен 13 миллиардам лет). Химически он хорошо изучен и атомный вес его равен 232,1. Распад его идет через мезоторий, радиоторий и т. д. до ториевого свинца. Разные стадии его сопровождаются выбрасыванием а- или р-частиц, как видно из табл. 3. Для радиотория, получаемого отнятием от тория одной а- и двух р-частиц, находим атомный вес 232,1 —4,0 = 228,1. Он тоже был изолирован химическими методами. Наконец для конечного стойкого продукта — ториевого свинца ThD имеем суммарный процесс Th = ThD + 6а 4р, откуда атомный вес тория D равен 232,1 — 6-4,0 = 208,1. Другой ряд радиоактивных превращений начинается со сравнительно стойкого урана (период полураспада около 5 миллиардов лет), атомный вес которого был определен химическими путями и равен 238,2. Распад идет через радий, его эманацию (радон) и заканчивается урановым свинцом. При превращении в радий уран теряет три а-частицы и две (или несколько больше) р-частиц. Атомный вес радия должен быть равным 238,2 — 3 4,0 = = 226,2 (химическими методами получено 226,0 небольшое расхождение почти исчезает, если учесть еще поправку на потерю массы, связанную с выделением энергии). Суммарный процесс превращения урана в урановый свинец U=RaQ4--f 8я - - бр приводит к атомному весу последнего 238,2 — 8 4,0 = 206,2. [c.37]

Это определение оказалось несостоятельным. Открытие в 1896 г. радиоактивности явилось первым доказательством разложимости самого элемента. Очевидно, в определение элемент должен быть положен объективно существующий атом, а не субъективные возможности познания природы веществ, на чем основана эмпирикоаналитическая характеристика этого понятия. Такой путь был намечен еще М. В. Ломоносовым. По его представлениям, элементы (атомы) могут быть одинаковыми и разными, в том числе и по массе. Отсюда можно сказать, что, по М. В. Ломоносову, химический элемент есть определенный вид атомов, пр ичем атомы одного и того же элемента имеют одинаковые свойства. Подобных взглядов придерживался и Д. Дальтон, причем, по его представлениям, каждый элемент характеризуется только ему присущим значением атомного веса. [c.23]

Свинец является конечным продуктом разложения радиоактивных элементов урана, тория, радия. Разложение урана, па-пример, может итти двумя различными путями или по ряду актиния, конечным результатом чего является актиниевый счи-нец, или через различные стадии распада радия, в результате чего образуется радиевый свинец. Торий, как самостоятельный элемент, распадается ч ерез промежуточные стадии мезотория, радиотория и т. п., давая в конечном счете ториевый свинец. Разница между этими. разновидностями свинца в том, что ториевый свинец имеет атомный вес 208, радиевый — 206, а актиниевый — 207. Так как при распаде урана только 8 /о его распадается через ряд актиния, а 92 /о через ряд радия, то урановый свинец по атомному весу должен отвечать числу, близкому к 206. Эти атомные веса, предварительно рассчитанные теоретически, были затем блестяще подтверждены экспериментально. Определение атомного веса обыкновенного свийца показало, что эта величина равна 207,21, т. е. приблизительнЬ равна средней арифметической атомных весов торцевого и уранового свинца. Отсюда естественно заключить, что обыкновенный свинец представляет смесь атомов того и другого происхождения, т. е. урановый и ториевый свинец являются изотопами. [c.326]

Изотопный спектральный анализ. Задача изотопного анализа состоит в определении изотопного состава данного элемента в пробе. Для исследования изотопного состава применяется ряд методов, которые основаны либо непосредственно на разнице в атомных весах изотопов (масс-спектрометрический метод), либо на различии других физических свойств изотопов. К таким методам относятся денситомет-рический метод, основанный на измерении плотности, рефрактометрический метод анализа воды по показателю преломления, анализ газов по изменению теплопроводности, методы анализа по радиоактивным свойствам облученных изотопов и спектральные методы по атомным и молекулярным спектрам. [c.10]

Эти открытия позволили еще глубже вскрыть диалектику в области атомов и химических элементов. Менделеев начал вскрывать эту диалектику, подорвав первую черту старых метафизических воззрений. Опираясь на периодический закон Менделеева, позднейшие физики и химики довели до конца дело, начатое Менделеевым. Основной закон радиоактивных превращений элементов ( правило сдвига ) был открыт после того, когда в 1913 г. физики прибегли к периодической системе Менделеева для объяснения определенной последовательности в смене продуктов радиоактивного распада в различных радиоактивных рядах ( семействах ). Точно так же самое понятие изотопы (что значит одинаковоместные ) было введено в том же 1913 г., после того как было найдено, что химически одинаковые члены радиоактивных рядов попадают на одно и то же место менделеевской системы, несмотря на то, что они обладают различными атомными весами. [c.272]

То обстоятельство, что большинство элементов состоит в действительности из смесей изотопов, не может не отражаться на ряде их физических свойств, делая менее ясными закономерности в изменении последних по периодической системе. Это же заставляет рассматривать обычные атомные веса большинства элементов как некоторые средние величины, сами по себе не отвечающие какому-либо определенному виду атомов. О.тсюда становится понятной неудача всех попыток найти простые численные зависимости между значениями обычных атомных весов. Опыт показывает, однако, ч о отдельные изотопы входят в состав данного элемента в практически одинаковых соотношениях (если не считать отдельных исключений, связанных с радиоактивными процессами). Постоянными остаются поэтому и обычные атомные веса, которые для практических расчетов химии полностью сохраняют свое значение. [c.539]

Если обозначить число заспадающихся за единицу времени (1 еек) атомов через Р, а их общее наличное число через А, то закон радиоактивного распада может быть выражен соотношением Р = ХА. Коэффициент пропорциональности (Я) носит название константы распада и имеет для каждого радиоактивного элемента определенную, характеризующую его величину. Последнюю легко найти, если из опыта (в результате подсчета сцинтилляций) известно число атомов, распадающихся за 1 сек. Например, по последним данным для 1 г радия Р = 36 10 . С другой стороны, общее содержащееся в 1 г радия число атомов равно 6,02 226,05 (атомный вес Ra) = 2,66- 10 . Отсюда Я = Я Л = 36 10 /2,66 10 = 1,353 10" . Существует также метод вычисления Х по длинам пробега испускаемых данным радиоактивным веществом а-частиц. Константа распада представляет собой отношение числа распадающихся за единицу времени (I сек) атомов к их общему наличному числу, а обратная ее величина показывает, из -кольких атомов ежесекундно распадается одни. Эта обратная величина (t = 1/Я) характеризует среднюю продолжительность жизни атомов данного радиоактивного элемента. [c.319]

Энергия связи ядер. Как показал Резерфорд (стр. 486), размеры атомного ядра очень малы ( 10" см). Существует несколько доказательств того, что ядра атомов состоят не из протонов и электронов, а из протонов и нейтронов. Во-впервых, электроны не могут сохранять свою структуру внутри ядер кроме того, ядерные спины нельзя объяснить спинами протонов и электронов. Число протонов в ядре равно атомному номеру элемента Z, а число нейтронов равно (А—2), где А —массовое число (целое число, ближайшее к атомному весу). Природа сил, удерживающих протоны вместе, несмотря на их электростатическое отталкивание, до сих пор не вполне ясна . Стабильность ядра с определенным числом протонов зависит от числа нейтронов. На рис. 24-4 дана зависимость числа нейтронов А—2) в стабильных и радиоактивных ядрах от числа протонов X. По мере увеличения атомного номера число нейтронов, необходимых для стабильности атома, становится больше числа протонов. Все ядра, состоящие из 84 и более протонов, нестабильны и распадаются, пока не достигнут стабильной конфигурации нейтронов и протонов. [c.716]

Другой важный радиохимический метод — метод изотопного разбавления. В образец вводят радиоактивный изотоп, интенсивность излучения которого известна. После разделения, не обязательно количественного, измеряют радиоактивность чистого образца. По соотношению радиоактивности образца до и после разделения (если необходимо, с поправкой на распад), зная вес пробы, рассчитывают количество присутствующего в образце нерадиоактивного элемента. Эта методика, пригодная для определения одного элемента в присутствии других, близких по свойствам, предложена в 1931 г. Г. Хевеши и Р. Хобби [667]. Представляет также интерес метод анализа следов элементов, разработанный Э. Банаи [668], в котором объединены радиоактивное осаждение и ионный обмен. Г. Хевеши применил па практике метод нейтронной активации. Суть этого метода заключается в следующем. Образец облучают медленными нейтронами, которые взаимодействуют с атомными ядрами определяемого элемента, и один из изотопов в результате такой обработки становится радиоактивным. При соблюдении определенных [c.239]