Pilet 8. Aatomite tuuma ehitus: tuuma koostis, tuumajõudude olemus, isotoobid, isobaarid. Aatomi struktuur. Isotoobid
Atom - ühetuumaline keemilise elemendi keemiliselt jagamatu osake, aine omaduste kandja.
Ained koosnevad aatomitest. Aatom ise koosneb positiivselt laetud tuumast ja negatiivselt laetud elektronipilvest. Üldiselt on aatom elektriliselt neutraalne. Aatomi suuruse määrab täielikult selle elektronpilve suurus, kuna tuuma suurus on elektronpilve suurusega võrreldes tühine. Tuum koosneb Z positiivselt laetud prootonitest ja N neutronist, mis ei kanna laengut. Seega määrab tuuma laengu ainult prootonite arv ja see on võrdne elemendi järjekorranumbriga perioodilisustabelis. Tuuma positiivse laengu kompenseerivad negatiivselt laetud elektronid (elektronilaeng -1 suvalistes ühikutes), mis moodustavad elektronipilve. Elektronide arv on võrdne prootonite arvuga. Prootonite ja neutronite massid on võrdsed. Aatomi massi määrab selle tuuma mass, kuna elektroni mass on ligikaudu 1850 korda väiksem kui prootoni ja neutroni mass ning seda võetakse arvutustes harva arvesse.
Nukliidid – aatomitüüp, mida iseloomustab tuumade teatud massiarv, aatomarv ja energiaseisund ning mille eluiga on piisav vaatluseks.
Nukliidid jagunevad stabiilseteks ja radioaktiivseteks (radionukliidid, radioaktiivsed isotoobid). Stabiilne nukliidid ei läbi tuuma põhiseisundist tulenevaid spontaanseid radioaktiivseid muundumisi. Radionukliidid radioaktiivsete transformatsioonide kaudu lähevad nad teisteks nukliidideks. Olenevalt lagunemise tüübist moodustub kas sama elemendi teine nukliid või mõne teise elemendi sama massinumbriga nukliid või kaks või enam uut nukliid.
Radionukliidide hulgas on lühi- ja pikaealisi. Lühiajaline Radionukliidid on kas looduslike radioaktiivsete seeriate liikmed või tekivad pidevalt kosmilise kiirguse põhjustatud tuumareaktsioonide tulemusena. Radionukliide, mis on Maal selle tekkest saadik eksisteerinud, nimetatakse sageli looduslikeks pikaealine, või ürgsed radionukliidid; Sellistel nukliididel on poolestusaeg. Iga elemendi jaoks toodeti kunstlikult radionukliide; elementide jaoks, mille aatomnumber (st prootonite arv) on lähedane ühele järgmistest maagilised numbrid", võib teadaolevate nukliidide arv ulatuda mitmekümneni. Merkuuril on teadaolevalt kõige rohkem nukliide – 46.
Isotoobid – keemilise elemendi aatomite sordid, millel on sama aatom (järg)arv, kuid samal ajal erinevad massiarvud. Nimetus tuleneb asjaolust, et kõik ühe aatomi isotoobid on paigutatud perioodilisuse tabeli ühte kohta (ühte lahtrisse). Aatomi keemilised omadused sõltuvad elektronkihi struktuurist, mille omakorda määrab peamiselt tuuma Z laeng (st prootonite arv selles) ja peaaegu ei sõltu selle massiarvust. A (st prootonite Z ja neutronite N koguarv). Kõigil sama elemendi isotoopidel on sama tuumalaeng, mis erinevad ainult neutronite arvu poolest.
Isobaarid - erinevate elementide sama massinumbriga nukliidid; näiteks isobaarid on 40 Ar, 40 K, 40 Ca.
Nukleonite arv (massiarv) A = N + Z isobaari tuumades on sama, mis tähendab, et prootonite Z ja neutronite N arv on erinev: Z 1 ≠ Z 2, N 1 ≠ N 2. Nukliidide hulk sama A-ga, kuid erineva Z-ga, nimetatakse isobaariliseks ahelaks.
Radioaktiivsed perekonnad (sari)– on geneetiliselt seotud loodusliku päritoluga tuumade järjestikuste radioaktiivsete lagunemisahelate (ridade) kaudu.
Peamiste tüüpide omadused ioniseeriv kiirgus. Radioaktiivsuse ühikud. Radioaktiivse lagunemise seadus. Radioaktiivse lagunemise periood. Radioaktiivsuse ühikute mõiste. Kiirgusdoosi väljad.
Ioniseeriv kiirgus - Need on kiirgused, mille koosmõju ainega põhjustab või viib selles keskkonnas ioonide tekkeni.
Kõige mitmekesisemad ioniseeriva kiirguse liigid on nn radioaktiivne kiirgus, mis tekib elementide aatomituumade spontaanse radioaktiivse lagunemise tulemusena koos viimaste füüsikaliste ja keemiliste omaduste muutumisega. Nimetatakse elemente, millel on võime radioaktiivselt laguneda radioaktiivsed.
Erinevat tüüpi ioniseeriv kiirgus kaasnevad erineva energiahulga vabanemisega ja neil on erinev läbitungimisvõime, mistõttu on neil erinev mõju elusorganismi kudedele.
Kiirgusallikad on olemas kunstlik inimese loodud ja loomulik, looduses esinev ja inimesest sõltumatu. Peaaegu võimatu on end täielikult vabastada kosmilise ja maapealse päritoluga looduslike kiirgusallikate mõjust.
Ioniseeriva kiirguse oht ei oota inimesi mitte ainult alates keskkond, st. välise kiiritusega, kuid enda sees, kui ioniseeriva kiirguse allikad sattusid sisse hingamise, vee joomise ja sees söömise kaudu. Seda tüüpi kiiritamist nimetatakse sisemine.
On kindlaks tehtud, et kõigist looduslikest kiirgusallikatest kujutavad endast suurimat ohtu radoon- nähtamatu raske gaas ilma maitse ja lõhnata. Radooni eraldub maapõuest kõikjal, kuid selle kontsentratsioon erineb erinevates kohtades oluliselt maakera. Inimene saab radoonist põhikiirguse viibides suletud, isoleeritud, ventilatsioonita ruumis.
Radioaktiivse lagunemise ajal on kolm peamist ioniseeriva kiirguse tüüpi: alfa, beeta ja gamma.
Alfa kiirgus hilinesid väikesed takistused ja praktiliselt mitte
läbitungimisvõimeline välimine kiht nahka. Seetõttu ei kujuta see ohtu enne, kui alfaosakesi kiirgavad radioaktiivsed ained satuvad organismi. Tungimise teed võivad olla erinevad: läbivad lahtine haav, koos toidu, vee, sissehingatava õhu või auruga. Sel juhul muutuvad nad äärmiselt ohtlikuks.
Beeta kiirgus on elektronide voog, mis tekib nii looduslike kui ka tehislike radioaktiivsete elementide tuumade lagunemisel. Beetakiirgusel on alfaosakestega võrreldes suurem läbitungimisvõime, mistõttu on nende eest kaitsmiseks vaja tihedamaid ja paksemaid ekraane. Teatud tüüpi beetakiirgus, mis tekib mõne kunstliku radioaktiivse elemendi lagunemisel positronid. Need erinevad elektronidest ainult positiivse laengu poolest, seega kokkupuutel kiirte vooluga magnetväli nad kalduvad vastupidises suunas.
Radioaktiivsuse mõõtühikud – need on radioaktiivsete elementide aktiivsuse mõõtühikud preparaatides ja erinevates keskkondades. Radioaktiivse ravimi aktiivsus rahvusvaheline süsteemühikut (SI) mõõdetakse lagunevate aatomite arvuga sekundis (lagunemine sekundis). Lubatud on kasutada mittesüsteemseid ühikuid: dispersioon/min ja curie. Mitme radioaktiivse elemendi (või isotoobi) segu puhul on näidatud igaühe aktiivsus. Spetsiifilist aktiivsust mõõdetakse:
dis/sec ∙ m 3 või dis/sec ∙ kg (süsteemivälised ühikud: Ci/cm 3, Ci/g). Radioaktiivsuse ühikutega on tihedalt seotud radioaktiivse kiirguse ühikud, mis iseloomustavad kiirgusallika ja selle välja väljundit. Nendes ühikutes SI-süsteemis mõõdetakse osakeste voo tihedust - osake / sek ∙ m 2; kiirgusintensiivsus – W/m 2, neeldunud kiirgusdoos – J/kg; neeldunud kiirguse doosikiirus – W/kg; röntgeni- ja γ-kiirguse ekspositsioonidoos – C/kg; röntgeni- ja γ-kiirguse kokkupuute doosikiirus – A/kg.
Radioaktiivse lagunemise seadus - füüsikaline seadus, mis kirjeldab radioaktiivse lagunemise intensiivsuse sõltuvust ajast ja radioaktiivsete aatomite arvust proovis. Avastasid Frederick Soddy ja Ernest Rutherford, kellest igaüks pälvis hiljem Nobeli preemia.
Radioaktiivne lagunemine- koostise spontaanne muutus (laeng Z, mass
numbrid A) või sisemine struktuur ebastabiilsed aatomituumad, kiirgades elementaarosakesi, gammakiirgust ja tuumafragmente. Radioaktiivse lagunemise protsessi nimetatakse ka radioaktiivsuseks ning vastavad tuumad (nukliidid, isotoobid ja keemilised elemendid) on radioaktiivsed. Radioaktiivseid tuumasid sisaldavaid aineid nimetatakse ka radioaktiivseteks.
Radioaktiivsus - mõne aatomi tuumade ebastabiilsus, mis väljendub nende võimes spontaanseteks muutusteks (laguneda), millega kaasneb ioniseeriva kiirguse - kiirguse - emissioon.
Kiirguse mõju inimesele nimetatakse kiiritamine. Mõju põhjuseks on kiirgusenergia ülekandumine keharakkudesse. Kiirgus põhjustab ainevahetushäireid, leukeemiat ja pahaloomulisi kasvajaid, muutusi raku struktuuris, kiiritusviljatust, kiirituskae, kiirituspõletust, kiiritushaigust.
Kiirguse mõju avaldab tugevamat mõju jagunevatele rakkudele ja seetõttu on kiirgus lastele palju ohtlikum kui täiskasvanutele.
Looduslik radioaktiivsus– looduses leiduvate aatomituumade spontaanne lagunemine.
Kunstlik radioaktiivsus– sobivate tuumareaktsioonide käigus kunstlikult saadud aatomituumade spontaanne lagunemine.
Kiirgusdoosi väljad – kogus, mida kasutatakse mis tahes ainete, elusorganismide ja nende kudede ioniseeriva kiirgusega kokkupuute määra hindamiseks. Särituse doosi SI-ühik on kulon kilogrammi kohta (C/kg). Kulon kilogrammi kohta on võrdne kokkupuutedoosiga, mille juures kõik footonite poolt 1 kg kaaluvas õhumahus vabanevad elektronid ja positronid toodavad õhus ioone, mis kannavad iga märgiga 1 C elektrilaengut.
Röntgeenid mõõdavad tekitatud kiirguse kogust või kokkupuutedoosi.
Neeldunud doosi SI-ühik on hall (Gy). Hall võrdub ioniseeriva kiirguse neeldunud doosiga, mille juures kantakse 1 kg kaaluvale ainele üle 1 J ioniseeriva kiirguse energiat.
6. Radioaktiivsed transformatsioonid. ˠ-kvantide koostoime ainega. Radionukliidide alfa- ja beetalagunemine. RIR ja PIR mõiste.
Radioaktiivsed transformatsioonid– mõne tuuma spontaansed transformatsioonid teisteks tuumadeks. Radioaktiivsete transformatsioonidega kaasneb erinevate osakeste emissioon. Radioaktiivsete transformatsioonide tüübid on alfa- ja beeta-lagunemine.
Alfa lagunemine- raskete aatomituumade spontaanse radioaktiivse transformatsiooni tüüp, millega kaasneb alfaosakeste eraldumine tuumast. Alfa-lagunemise tulemusena nihutab algelement kaks numbrit algusesse perioodilisustabel Mendelejev.
Beeta lagunemine– ebastabiilsete aatomituumade radioaktiivse transformatsiooni tüüp, mis on põhjustatud nõrgast interaktsioonist ja on seotud neutronite ja prootonite vastastikuse muundumisega aatomituumades. On: 1) beeta miinus lagunemine, mille käigus kiirgub tuumast elektron ja tuuma laeng suureneb ühe võrra; 2) beeta-pluss lagunemine, mille käigus eraldub tuumast positron ja tuuma laeng väheneb ühe võrra.
Gamma- ja röntgenkiirgus on elektromagnetlained. Röntgenkiirgus tekib siis, kui laetud osakesed interakteeruvad aine aatomitega ja gammakiirgust kiirgub siis, kui aatomituumad lähevad üle ergastatud olekust madalama energiaga olekusse. Gammakiirguse lainepikkus on tavaliselt alla 0,2 nanomeetri. Seda tüüpi kiirguse puhul ei ole kontseptsiooni teekonna vahemaa või energiakadu kohta teeühiku kohta. Gammakiired, mis läbivad ainet, interakteeruvad nii elektronide kui ka keskkonna (aine) aatomite tuumadega. Interaktsiooni tulemusena väheneb kiirte intensiivsus.
Gammakiirte neeldumine aine poolt on tingitud peamiselt kolmest protsessist: fotoelektriline efekt, Comptoni hajumine ja elektron-positroni paaride teke tuuma Coulombi väljas.
Lagunemist, millega kaasnes alfaosakeste eraldumine, nimetati alfalagundamiseks; lagunemist, millega kaasnes beetaosakeste emissioon, nimetati beeta-lagunemiseks (praegu on teada, et beeta-lagunemise tüüpe on ka ilma beetaosakeste emissioonita, kuid beeta-lagunemisega kaasneb alati neutriinode või antineutriinode emissioon). Mõistet "gamma lagunemine" kasutatakse harva; gammakiirguse emissioon tuumast
) A = N + Z isobaari tuumades sama palju prootoneid Z ja neutronid N erinevad: , . Nukliidide kogum, millel on sama A, kuid erinev Z nimetatakse isobaariliseks ahelaks. Kuigi isobaaride massiarvud on samad, on nende aatommassid vaid ligikaudu samad. Aatommassi (või liigmassi) sõltuvus sellest Z isobaarises ahelas näitab võimaliku beeta-lagunemise suunda. See sõltuvus on esmase lähenduse kohaselt parabool (vt Weizsäckeri valem) – stabiilsusoru lõik tasapinnaga A= konst.
Ürgsed isobaarilised paarid ja kolmkõlad
Seal on 59 ürgset isobaarilist paari ja 9 ürgset isobaarilist triaadi, mis sisaldavad peamiselt paaris-Z elementide stabiilseid isotoope, mis erinevad 2 ühiku võrra. Kui arvestada ainult stabiilseid nukliide, siis on 48 isobaarilist paari ja 1 isobaariline triaad:
Ürgsed isobaarilised paarid
| № | Massi number | Isobaarne paar | № | Massi number | Isobaarne paar | № | Massi number | Isobaarne paar |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 36 | 21 | 104 | 41 | 150 | (2β −) | ||
| 2 | 46 | 22 | 106 | 42 | 152 | (α) | ||
| 3 | 48 | (2β −) | 23 | 108 | 43 | 154 | ||
| 4 | 54 | 24 | 110 | 44 | 156 | |||
| 5 | 58 | 25 | 112 | 45 | 158 | |||
| 6 | 64 | 26 | 113 | (β −) | 46 | 160 | ||
| 7 | 70 | 27 | 114 | 47 | 162 | |||
| 8 | 74 | 28 | 115 | (β −) | 48 | 164 | ||
| 9 | 76 | (2β −) | 29 | 116 | (2β −) | 49 | 168 | |
| 10 | 78 | 30 | 120 | 50 | 170 | |||
| 11 | 80 | 31 | 122 | 51 | 174 | (α) | ||
| 12 | 82 | (2β −) | 32 | 123 | 52 | 184 | ||
| 13 | 84 | 33 | 126 | 53 | 186 | (α) | ||
| 14 | 86 | 34 | 128 | (2β −) | 54 | 187 | (β − , α) | |
| 15 | 87 | (β −) | 35 | 132 | 55 | 190 | (α) | |
| 16 | 92 | 36 | 134 | 56 | 192 | |||
| 17 | 94 | 37 | 142 | 57 | 196 | |||
| 18 | 98 | 38 | 144 | (α) | 58 | 198 | ||
| 19 | 100 | (2β −) | 39 | 146 | (α) | 59 | 204 | |
| 20 | 102 | 40 | 148 | (α) |
| № | Massi number | Isobaarne triaad |
|---|---|---|
| 1 | 40 | (β + , β − , ε) |
| 2 | 50 | (β + , β −) |
| 3 | 96 | (2β −) |
| 4 | 124 | |
| 5 | 130 | (2β −) (2ε) |
| 6 | 136 | (2β −) |
| 7 | 138 | (ε, β −) |
| 8 | 176 | (β −) |
| 9 | 180 | (isomeer) (α) |
Massispektromeetrias
Massispektromeetrias on isobaarid nii sama massiarvuga tuumad kui ka (ligikaudu) sama molekulid molekulmass. Seega on 16 O 1 H 2 H (poolraske vee) molekulid 19 F aatomi suhtes molekulaarsed isobaarid. Selliste molekulide ja aatomite ioonidel on peaaegu sama massi/laengu suhe (võrdse laenguga) ja seetõttu liiguvad nad massispektromeetri elektromagnetväljades peaaegu sama trajektoori mööda, olles nende isobaaride taustaallikaks.
Vaata ka
Kirjutage arvustus artikli "Isobars" kohta
Märkmed
Kirjandus
- B. M. Yavorsky, A. A. Detlaf, A. K. Lebedev. Füüsika käsiraamat. - M.: "ONICS", "Rahu ja haridus", 2006. - 1056 lk. - 7000 eksemplari. - ISBN 5-488-00330-4.
Isobarsi iseloomustav väljavõte
- Halvasti või mis? Hirmust ministri ees, nagu too idioot Alpatych täna ütles.- Ei, mon pere. [isa.]
Ükskõik kui ebaõnnestunult M lle Bourienne end jututeemale ka ei sattus, ta ei peatunud ja vestles kasvuhoonetest, uue õitsva lille ilust ja prints pehmenes pärast suppi.
Pärast õhtusööki läks ta oma tütre juurde. Väike printsess istus väikese laua taga ja vestles neiu Mašaga. Ta muutus kahvatuks, kui nägi oma äia.
Väike printsess on palju muutunud. Ta oli nüüd rohkem halb kui hea. Põsed vajusid, huul tõusis üles, silmad olid allapoole tõmmatud.
"Jah, see on mingi raskus," vastas naine, kui prints küsis, mida ta tunneb.
- Kas sa vajad midagi?
- Ei, merci, mon pere. [Aitäh, isa.]
- Noh, okei, okei.
Ta läks välja ja kõndis ettekandja juurde. Alpatych seisis ettekandjate toas, pea langetatud.
– Kas tee on blokeeritud?
- Zakidana, teie Ekstsellents; Andke mulle andeks, jumala eest, üks rumalus.
Prints katkestas ta ja naeris oma ebaloomulikku naeru.
- Noh, okei, okei.
Ta sirutas käe, mida Alpatych suudles, ja astus kontorisse.
Õhtul saabus prints Vassili. Teda ootasid prespektil (nii on puiestee nimi) kutsarid ja kelnerid, kes karjudes sõitsid oma vankrite ja saanidega mööda sihilikult lumega kaetud teed kõrvalhoonesse.
Prints Vassili ja Anatoli said eraldi toad.
Anatole istus, dubleti seljast võtnud ja käed puusadele toetades laua ees, mille nurgale ta naeratades pingsalt ja hajameelselt oma kaunitari suunas. suured silmad. Ta vaatas kogu oma elu kui pidevat meelelahutust, mille keegi taoline oli talle millegipärast ette võtnud. Nüüd vaatas ta samamoodi oma reisi kurja vanamehe ja rikka inetu pärija juurde. See kõik oleks võinud tema arvates väga hästi ja naljakalt välja tulla. Miks mitte abielluda, kui ta on väga rikas? See ei sega kunagi, mõtles Anatole.
Ta ajas habet, lõhnastas end hoole ja hoolt, mis oli talle harjumuseks saanud, ning sisenes oma loomupärase heatujulise võiduka ilmega, hoides oma nägusat pead kõrgel, isa tuppa. Kaks toapoissi askeldasid prints Vassili ümber ja riietasid teda; Ta ise vaatas elavalt ringi ja noogutas pojale sisenedes rõõmsalt, justkui ütleks ta: "Nii, see on just see, milleks ma sind vajan!"
- Ei, pole nalja, isa, kas ta on väga kole? A? – küsis ta, nagu jätkaks vestlust, mida ta oli reisi jooksul pidanud rohkem kui korra.
- Sellest piisab. Jama! Peaasi on püüda vana printsi suhtes lugupidavalt ja mõistlikult käituda.
"Kui ta noomib, siis ma lahkun," ütles Anatole. "Ma ei talu neid vanu inimesi." A?
– Pidage meeles, et teie jaoks sõltub kõik sellest.
Sel ajal ei olnud ministri saabumine koos pojaga teada mitte ainult teenijatoas, vaid välimus neid mõlemaid on juba üksikasjalikult kirjeldatud. Printsess Marya istus üksi oma toas ja püüdis tulutult oma sisemisest erutusest üle saada.
"Miks nad kirjutasid, miks Lisa mulle sellest rääkis? Lõppude lõpuks ei saa see olla! - ütles ta endale peeglisse vaadates. - Kuidas ma elutuppa pääsen? Isegi kui ta mulle meeldiks, ei saaks ma praegu temaga üksi olla. Mõte isa pilgust kohutas teda.
Väike printsess ja m lle Bourienne olid teenijalt Mašalt juba saanud kogu vajaliku teabe selle kohta, milline on punakas, mustade kulmudega kena ministripoeg ja kuidas issi neid jõuga trepile tiris ja ta, nagu kotkas, kõndides kolm sammu korraga, jooksis talle järele. Pärast selle teabe saamist sisenesid väike printsess ja M lle Bourienne, kes olid endiselt koridorist oma elava häälega kuulda, printsessi tuppa.
– Ils sont saabub, Mariiee, [Nad saabusid, Marie,] kas sa tead? - ütles väike printsess kõhtu õõtsutades ja tugevalt toolile istudes.
Ta ei olnud enam pluusis, milles ta oli hommikul istunud, vaid tal oli seljas üks oma parimatest kleitidest; ta pea oli hoolikalt kaunistatud ja ta näos oli elavust, mis aga ei varjanud tema näo rippuvaid ja surnud kontuure. Rõivas, milles ta tavaliselt Peterburi seltskondlikel koosviibimistel käis, oli veelgi märgatavam, kui palju hullem oli ta välja näinud. M lle Bourienne ei märganud ka oma riietuse mõningast paranemist, mis muutis tema ilusa värske näo veelgi atraktiivsemaks.
– Eh bien, et vous restez comme vous etes, chere princesse? — rääkis ta. – On va venir annnoncer, que ces messieurs sont au salon; il faudra descendre, et vous ne faites pas un petit brin de toilette! [Noh, kas sa ikka kannad seda, mida sa kandsid, printsess? Nüüd nad ütlevad, et nad on väljas. Peame trepist alla minema, aga vähemalt riietad end veidi!]
Väike printsess tõusis toolilt, kutsus toateenija ning hakkas kiiruga ja rõõmsalt printsess Maryale riietust välja mõtlema ja seda ellu viima. Printsess Marya tundis end oma tunnetes solvatuna enesehinnang sest lubatud peigmehe saabumine tegi talle murelikuks ja veelgi enam solvas ta asjaolu, et mõlemad sõbrannad ei kujutanud ettegi, et teisiti võiks olla. Rääkida neile, kui häbi tal enda ja nende pärast oli, tähendas tema ärevuse reetmist; Pealegi oleks talle pakutud riietusest keeldumine toonud kaasa pikki nalju ja nõudmisi. Ta õhetus, ta kaunid silmad kustusid, ta nägu kattus täppidega ja selle inetu ohvri ilmega, mis kõige sagedamini tema näole langes, andis ta end m lle Bourienne'i ja Lisa võimule. Mõlemad naised hoolisid tema ilusaks tegemisest üsna siiralt. Ta oli nii halb, et ükski neist ei suutnud mõelda temaga võistlemisele; Seetõttu asusid nad täiesti siiralt, naiste naiivse ja kindla veendumusega, et riietusega saab näo ilusaks teha, teda riietama.
- Ei, tõesti, ma bonne amie, [mu hea sõber"See kleit ei ole hea," ütles Lisa, vaadates printsessi kaugelt külili. - Ütle mulle, et teenin, sul on seal masaka. Õige! Noh, see võib olla elu saatus on otsustamisel. Ja see on liiga kerge, mitte hea, ei, mitte hea!
Halb polnud mitte kleit, vaid printsessi nägu ja kogu figuur, kuid M lle Bourienne ja väike printsess ei tundnud seda; Neile tundus, et kui nad paneksid üles kammitud juustele sinise paela ja tõmbaksid pruunist kleidist alla sinise salli vms, siis on kõik hästi. Nad unustasid, et ehmunud nägu ja figuuri ei saa muuta, ja seetõttu, kuidas nad selle näo raami ja kaunistust ka ei muutsid, jäi nägu ise haletsusväärseks ja inetuks. Pärast kahte-kolme muudatust, millele printsess Marya kuulekalt allus, oli hetk, mil ta kammiti üles (soeng, mis muutus täielikult ja rikkus ta näo), kandes sinist salli ja maski. elegantne kleit, väike printsess käis paar korda tema ümber, sirgutas oma väikese käega siin kleidivolti, tiris seal salli ja vaatas pead kummardades, nüüd siit, nüüd teisest küljest.
Aatomi tuum koosneb prootonitest ja neutronitest.
Keemilist elementi iseloomustab unikaalselt selle aatomnumber Z, mis langeb kokku prootonite arvuga tuumas.
Antud arvu prootonitega tuum Z võib olla erinev arv neutroneid N. Prootoneid ja neutroneid koos nimetatakse nukleoniteks. Konkreetne tuum andmetega Z, N nimetatakse nukliidiks.
Massiarv on nukleonide koguarv tuumas: A = Z + N.
Kuna prootonite ja neutronite massid on väga lähedased ( mn/mp = 1,0014)
Tuumajõud. Tuumade olemasolu on võimalik ainult siis, kui nukleonide vahel toimivad erilise iseloomuga jõud, mis neutraliseerivad prootonite elektrostaatilist tõrjumist ja suruvad kokku kõik nukleonid väikeses ruumipiirkonnas. Sellised jõud ei saa olla elektrostaatilise iseloomuga (vastupidi, need jõud peavad prootoneid tugevalt ligi tõmbama) ega ka gravitatsioonilist laadi (arvuliselt on gravitatsioonitõmbejõud liiga väike, et vältida märkimisväärset elektrostaatilist tõukejõudu). Neid uusi jõude nimetatakse tuumajõududeks ja vastasmõju, mis neid jõude tekitab, nimetatakse tugevaks.
Katseliselt on kindlaks tehtud järgmised tuumajõudude omadused.
1. Need jõud on suuruselt samad, olenemata sellest, kas nad toimivad kahe prootoni, prootoni ja neutroni või kahe neutroni vahel (tuumajõudude laengust sõltumatus).
2. Need jõud on oma olemuselt lühiulatusega, s.t. kaob, kui nukleonite vaheline kaugus ületab tuuma suuruse.
3. Tuumajõudude toimepiirkonnas on need jõud väga suured (võrreldes elektromagnetiliste või veelgi enam gravitatsioonijõududega) ja on ligitõmbavad jõud kuni suurusjärguni. R0, kus need asendatakse tõrjuvate jõududega. Seega hoitakse tuumades olevaid nukleone raadiusega ruumipiirkonnas R > R0 aatomituumi ei saa aga väiksemaks kokku suruda.
Isotoobid – sama elemendi aatomid, millel on erinev massiarv
Sama elemendi isotoopide aatomitel on sama arv prootoneid, kuid need erinevad üksteisest neutronite arvu poolest
Näiteks: vesinikul on kolm isotoopi: protium 1 1 H, deuteerium 2 1 H, triitium 3 1 H
Isobarid - erinevate elementide sama massinumbriga nukliidid; näiteks isobaarid on 40 Ar, 40 K, 40 Ca.
Pilet 11. Molekulisiseste keemiliste sidemete olemus ja tüübid. Näited seostest erinevat tüüpi keemiline side
Keemilisi sidemeid on nelja tüüpi: ioonsed, kovalentsed, metallilised ja vesiniksidemed.
Iooniline keemiline side on side, mis tekib katioonide elektrostaatilise tõmbumise tõttu anioonide poole.
Kovalentne keemiline side on side, mis tekib aatomite vahel jagatud elektronpaaride moodustumise tõttu.
Doonor-aktseptor moodustumise mehhanism kovalentne side vaatame järele klassikaline näide ammooniumioonide NH4+ moodustumine:
Metallist ühendus
Metallides ja sulamites olevat sidet, mida teostavad suhteliselt vabad elektronid metalliioonide vahel metalli kristallvõres, nimetatakse metalliks.Selline side on suunata, küllastumata, mida iseloomustab väike hulk valentselektrone ja suur hulk valentselektroneid. vabad orbitaalid, mis on tüüpiline metalliaatomitele. Metallsideme moodustumise skeem (M - metall):
_
M 0 - ne<->M n+
Vesinikside
Keemilist sidet ühe molekuli (või selle osa) positiivselt polariseeritud vesinikuaatomite ja tugevalt elektronegatiivsete elementide negatiivselt polariseeritud aatomite vahel, millel on teise molekuli (või selle osa) üksikud elektronpaarid, nimetatakse vesiniksidemeks.
Biopolümeerides - valkudes (sekundaarne struktuur) on karbonüülhapniku ja aminorühma vesiniku vahel molekulisisene vesinikside.
Polünukleotiidmolekulid – DNA (desoksüribonukleiinhape) on topeltheeliksid, milles kaks nukleotiidide ahelat on omavahel seotud vesiniksidemetega. Sel juhul toimib komplementaarsuse põhimõte, st need sidemed moodustuvad teatud puriini- ja pürimidiini alustest koosnevate paaride vahel: tümiin (T) asub adeniini nukleotiidi (A) vastas ja tsütosiin (C) guaniini vastas (G).
Vesiniksidemetega ainetel on molekulaarsed kristallvõred.
Pilet 12. BC meetodi põhisätted NH 4 katiooni moodustumise näitel
Nimetatakse mitmesuguseid aatomeid, mille tuumades on teatud arv nukleone (prootoneid ja neutroneid). nukliid.
Nukliidide sümboolne tähistus sisaldab tuuma keemilist sümbolit X ja indeksid all vasakul" Z"(prootonite arv tuumas) ja " A" vasakus ülanurgas on nukleonide koguarv. Näiteks,
Sõltuvalt nukleonisisaldusest võib nukliide kombineerida erinevatesse rühmadesse: isotoobid, isobaarid, isotoonid.
Isotoop nukliidid (isotoobid) on nukliidid, millel on sama arv prootoneid. Need erinevad ainult neutronite arvu poolest. Seetõttu kuuluvad kõik isotoobid samasse keemilisse elementi. Näiteks isotoobid
on sama elemendi uraani isotoobid (Z= const).
Kuna isotoopides on sama arv prootoneid ja sama elektronkestade struktuur, on need kaksikaatomid, nende keemilised omadused on peaaegu samad. Erandiks on vesiniku isotoobid - protium H, deuteerium D, triitium T, mis aatommasside liiga suure suhtelise erinevuse tõttu erinevad oluliselt füüsikaliste ja keemiliste omaduste poolest (tabel 2.1).
Tabel 2.1 Tavalise ja raske vee omaduste võrdlus
|
Omadused | |||
|
Keemistemperatuur, 0 C | |||
|
Kriitiline temperatuur, 0 C | |||
|
Vedeliku tihedus temperatuuril 298,15 K, kg/dm 3 | |||
|
Dielektriline konstant 298,15 K juures | |||
|
Maksimaalse tiheduse temperatuur, 0 C | |||
|
Sulamistemperatuur, 0 C | |||
|
Jää tihedus sulamistemperatuuril, kg/dm 3 |
Keemilised muundumised raske vesinikuga toimuvad aeglasemalt kui selle kerge isotoobiga.
Isotooniline nukliidid (isotoonid) on nukliidid, millel on sama number neutronid ja erinev arv prootoneid. Isotoonide näited: Ca ja Ti, mis kuuluvad erinevatele nukliididele. Seda terminit kasutatakse äärmiselt harva.
Isobarid nimetatakse mitmesugusteks nukliidideks, mille tuumades on erinev arv prootoneid ja neutroneid, kuid neil on sama arv nukleone. Isobaaride näide: Ti ja Ca.
Seetõttu võime öelda, et sama prootonite arvuga nukliidid on sama elemendi erinevad isotoobid; sama arvu nukleonidega nukliidid on isobaarid; sama neutronite arvuga nukliidid on isotoonid.
2.4 Põhienergia
Energia on iga füüsikalise protsessi üks olulisemaid omadusi. Tuumafüüsikas on selle roll eriti suur, kuna energia jäävuse seaduse puutumatus võimaldab teha täpseid arvutusi ka juhtudel, kui paljud nähtuste detailid jäävad teadmata. Seoses tuumaga vaatleme mitut erinevat energiavormi.
2.4.1 Puhkeenergia
Relatiivsusteooria järgi aatomi mass m saate võrrelda kogu puhkeenergiat
Kui selles valemis Koos väljendada meetrites sekundis ja m- kilogrammides, siis E 0 on džaulides. Tähistame tähisega m 0 aatommassi ühik kilogrammides: m 0 = 1,66∙10 -27 kg . Siis m = m 0 A r ja E 0 = A r m 0 c 2 . Suurus m 0 c 2 lihtne arvutada džaulides ja seejärel elektronvoltides: m 0 c 2 = 931,5 MeV. Siit
E 0 = 931,5A r . (2.6)
Siin A r- suhteline aatommass, E 0 - aatomi kogu puhkeenergia, MeV.
Ülesanne 26.
Nikkel-57 isotoop tekib siis, kui osakesed pommitavad raud-54 aatomite tuumasid. Koostage tuumareaktsiooni võrrandid ja kirjutage need lühendatult.
Lahendus:
Elemendi 28 isotoop nikkel-57 saadi pommitamise teel - raua-54 aatomi osakesed. Aatomituumade transformatsiooni määrab nende interaktsioon elementaarosakestega või üksteisega. Tuumareaktsioonid on seotud muutustega aatomituumade koostises keemilised elemendid. Tuumareaktsioonide abil saab mõne elemendi aatomitest saada teiste aatomeid. Aatomituumade muundumine nii loodusliku kui ka kunstliku radioaktiivsuse käigus on kirjutatud tuumareaktsioonide võrrandi kujul. Tuleb meeles pidada, et vasakul ja paremal pool olevate osakeste massiarvude summad (arvud elemendi sümboli kõrval üleval vasakul) ja algebralised laengute summad (arvud elemendi sümboli kõrval all vasakul) võrrandi osa peab olema võrdne. Seda tuumareaktsiooni väljendatakse võrrandiga:
Ülesanne 28.
Mis on isotoobid? Kuidas saame seletada, et enamik perioodilisuse tabeli elemente aatomi massid väljendatakse murdarvuna? Kas erinevate elementide aatomitel võib olla sama mass? Kuidas selliseid aatomeid nimetatakse?
Lahendus:
Aatomid, millel on sama tuumalaeng (ja seega identsed keemilised omadused), Aga erinevad numbrid neutroneid (ja seetõttu ka erinevaid massiarve) nimetatakse isotoopideks (kreeka sõnadest "isos"- identsed ja "topos"- koht). On kindlaks tehtud, et reeglina on iga element mitme isotoobi kombinatsioon. See seletab paljude elementide aatommasside olulisi kõrvalekaldeid täisarvudest. Seega koosneb looduslik kloor 75,53% 35Cl isotoobist ja 24,47% 37Cl isotoobist; selle tulemusena on kloori keskmine aatommass 35,453.
Teine looduses esinev nähtus on see, et erinevate elementide aatomitel on sama aatommass, kuid erinevad tuumalaengud. Selliseid aatomeid nimetatakse isobaarideks. Näiteks kaaliumi isotoobil ja kaltsiumi isotoobil on sama aatommass (40), kuid erinevad tuumalaengud, vastavalt +19 ja +20:
Ülesanne 29.
Isotoop räni-30 tekib siis, kui alumiinium-27 aatomite tuumad pommitatakse -osakestega. Looge selle tuumareaktsiooni võrrand ja kirjutage see lühendatult.
Lahendus:
Sageli kasutatakse tuumareaktsiooni lühendatud tähistusvormi. Selle reaktsiooni puhul näeb see välja järgmine:
Pommitav osake kirjutatakse sulgudesse ja antud tuumaprotsessi käigus tekkinud osake kirjutatakse komaga eraldatuna. Lühendatud osakeste võrrandites
tähistavad vastavalt p, d, n, e.
Ülesanne 31.
Isotoop süsinik-11 tekib siis, kui prootonid pommitavad lämmastikuaatomite tuumasid-14. Looge selle tuumareaktsiooni võrrand ja kirjutage see lühendatult.
Lahendus:
Aatomituumade transformatsiooni määrab nende interaktsioon elementaarosakestega või üksteisega. Tuumareaktsioonid on seotud muutustega keemiliste elementide aatomite tuumade koostises. Tuumareaktsioonide abil saab mõne elemendi aatomitest saada teiste elementide aatomeid. Aatomituumade muundumine nii loodusliku kui ka kunstliku radioaktiivsuse käigus on kirjutatud tuumareaktsioonide võrrandi kujul. Tuleb meeles pidada, et vasakul ja paremal pool olevate osakeste massiarvude summad (arvud elemendi sümboli kõrval üleval vasakul) ja algebralised laengute summad (arvud elemendi sümboli kõrval all vasakul) võrrandi osa peab olema võrdne. Seda tuumareaktsiooni väljendatakse võrrandiga:
Sageli kasutatakse tuumareaktsiooni lühendatud tähistusvormi. Selle reaktsiooni puhul näeb see välja järgmine:
Pommitav osake kirjutatakse sulgudesse ja antud tuumaprotsessi käigus tekkinud osake kirjutatakse komaga eraldatuna. Lühendatud osakeste võrrandites
tähistavad vastavalt p, d, n, e.
Ülesanne 328
Nimetage kolm vesiniku isotoopi. Märkige nende tuumade koostis. Mis on raske vesi? Kuidas seda saadakse ja millised on selle omadused?
Lahendus:
Vesiniku kohta on teada kolm isotoopi: protium N
, - deuteerium D
, - triitium T
. Protium ja deuteerium esinevad looduslikult, triitiumi toodetakse kunstlikult. Prootiumituum koosneb ühest prootonist, deuteeriumituum ühest prootonist ja ühest neutronist ning triitiumituum ühest prootonist ja kahest neutronist.
Raske vesi D 2 O– deuteeriumi ja hapniku kombinatsioon. Raske vesi saadakse loodusliku vee elektrolüüsil. Vee elektrolüüsi ajal toimub H + ioonide tühjendamine palju kiiremini kui D +, seetõttu tekib pärast elektrolüüsil lagunemist jääk suur kogus vesi on kontsentreeritud D2O.
Raske vesi D 2 O Kõrval füüsilised ja keemilised omadused erineb H2O-st: t pl.= 3,82 0С, t pall. = 101,42 °C, r parv, võrdne 1,1050 g/cm 3 (20 0 C). Soolade H 2 O ja D 2 O lahustumisentalpiad, hapete dissotsiatsioonikonstandid ja muud lahuste omadused erinevad märgatavalt.
- Kokkuvõte: elementaarosakesed
- Ettekanne teemal "juhtimine"
- Arvutitehnoloogia arengulugu esitlus tunniks teemal Arvutitehnoloogia esitluse ajalooline areng
- Astronoomia esitlused Huvitavad teemad astronoomiaesitlusteks
- Ajaloo esitlus "Loen aastaid ajaloos"
- Astronoomia esitlused Astronoomia esitluse mall
- Karachaiside väljasaatmise aastapäev meenutas represseeritud rahvaste rehabiliteerimise probleemi
- Udmurdid Millised rahvad elavad Udmurtia territooriumil
- Venemaa on rahvusvaheline riik. Me elame rahvusvahelises riigis
- Maailma väikseimad rahvad Milline rahvaste rühm on väikseim
- Kuidas muuta kassa laekumise orderit punktis 1c
- Venemaa langenud siseasjade ohvitseride mälestuspäev Politseinike kangelaslikkus
- Neeva lahe põhjarannik
- Kadestamisväärsed kaunitarid poliitikas (17 fotot)
- Parimad balletietendused
- Biograafia, poliitiline tegevus
- Kristallide maagiline maailm
- Kuidas soolata piimaseeneid: kiire retsept
- Kümme üllatavalt tulusat ebaseaduslikku tehingut
- Juhtimisprojekt ettevõtte esitluse näitel