Нуклиды, изотопы, изобары, изотоны

Атом. Планетарная модель атома.

Каждому химическому элементу соответствует определенный состав атома. Атомы могут существовать как в свободном состоянии, так и в связанном – в составе молекул. Все химические и физические свойства атома определяются особенностями его строения. Атомы имеют размеры порядка 10^–10м и массу
10^–27кг. Атом – наименьшая (неделимая химическим путем) часть элемента, сохраняющая все свойства, определенные зарядом ядра и электронной оболочкой. Составная часть вещества, содержащая одинаковые атомы, называется химическим элементом.

Модель строения атома была предложена в 1913 году датским физиком Н.Бором, за основу которой была принята планетарная модель Э.Резерфорда.Атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого движутся по строго определенным орбитам отрицательно заряженные электроны. Величина заряда электрона составляет 1,6×10^–19Кл, масса меньше ядра атома водорода в 1840 раз и составляет 9,1×10^–31 кг и имеет отрицательный заряд. Основная масса атома сосредоточена в ядре, на долю электронов приходится менее 0,05% массы атома. Располагаясь на определенных расстояниях от атомного ядра, электроны образуют электронные слои (электронные оболочки). На каждой оболочке К (номер оболочки) может быть не более 2К² электронов. Каждая оболочка характеризуется своим энергетическим уровнем. Если все электроны заполняют свои орбиты, то атом находится в устойчивом состоянии.

Примечание. В атоме, в ядре атома, во Вселенной взаимодействие противодействующих сил стремится к динамическому равновесию.

Если орбитальный электрон получает дополнительную энергию извне, то он переходит на более удаленную орбиту (атом становится возбужденным). Стремясь к равновесию, через некоторое время (примерно через 10^-8 с) электрон вернется на свою орбиту, при этом будет выделена энергия в виде фотона равная hν (постоянная Планка h = 6,6262×10^–34Дж/сек., ν – частота гамма-кванта).

Нуклиды, изотопы, изобары, изотоны

Атомный номер Z равен числу протонов в атомном ядре. В электронной оболочке электронейтрального атома содержится Z электронов.

Массовое число A равно сумме числа протонов Z и числа нейтронов N в атомном ядре; A = Z + N. Элемент обозначается установленным одно- или двухбуквенным символом. Левые индексы указывают массовое число A (верхний) и число протонов Z (нижний).

Нуклиды – атомы с определенным числом протонов и нейтронов. Нуклиды, общее название атомных ядер, отличающихся числом протонов нейтронов. Нуклиды с одинаковым числом в ядре химического элемента протонов и разным количеством нейтронов называются изотопами.

Изотопы – атомы с одинаковым Z, но разными N.

Изобары – атомы с одинаковым A, но разными Z.

Изотоны – атомы с одинаковым N, но разными A.

1.3. a-распад. Особенности распада.

Известны 4 типа радиоактивного распада: альфа-распад, бета-распад, спонтанное деление атомных ядер (нейтронный распад), протонная радиоактивность (протонный синтез).

Альфа-распад – характерен для ядер тяжелых элементов.

При альфа-распаде ядро атома испускает два протона и два нейтрона, связанные в ядро атома гелия ⁴₂Н, т.е. альфа-частица по массе и заряду аналогична ядру атома гелия. В результате альфа-распада образуется атом элемента, смещенный на два места от исходного радиоактивного элемента к началу периодической системы И.Д.Менделеева. Энергия альфа-частиц может быть в пределах 1–10 МэВ.

Часть изотопов могут самопроизвольно испускать альфа-частицы (испытывать альфа-распад), т.е. являются альфа-радиоактивными. Альфа-радиоактивность за редким исключением (например 8Be) не встречается среди легких и средних ядер. в результате распада конечное ядро и альфа-частица приобретают суммарную кинетическую энергию, которая называется энергией альфа-распада.

Дата добавления: 2015-08-18