Квиток8. Будова ядра атомів: склад ядра, природа ядерних сил, ізотопи, ізобари. Будова атома. Ізотопи

атом – одноядерна, неподільна хімічним шляхом частка хімічного елемента, носій властивості речовини.

Речовини складаються з атомів. Сам атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно зарядженої електронної хмари. Загалом атом електронейтральний. Розмір атома повністю визначається розміром його електронної хмари, оскільки розмір ядра мізерно малий у порівнянні з розміром електронної хмари. Ядро складається з Z позитивно заряджених протонів та N нейтронів, які не несуть на собі заряд. Таким чином, заряд ядра визначаться лише кількістю протонів і дорівнює порядковому номеру елемента таблиці Менделєєва. Позитивний заряд ядра компенсується негативно зарядженими електронами (заряд електрона -1 в умовних одиницях), які формують електронну хмару. Кількість електронів дорівнює кількості протонів. Маси протонів та нейтронів рівні. Маса атома визначаться масою його ядра, оскільки маса електрона приблизно 1850 разів менше маси протона і нейтрона й у розрахунках рідко враховується.

Нукліди – вид атомів, що характеризується певним масовим числом, атомним номером і енергетичним станом ядер і час життя, достатній для спостереження.

Нукліди діляться на стабільні та радіоактивні (радіонукліди, радіоактивні ізотопи). Стабільнінукліди не відчувають спонтанних радіоактивних перетворень із основного стану ядра. Радіонуклідишляхом радіоактивних перетворень переходять на інші нукліди. Залежно від типу розпаду, утворюються або інший нуклід того самого елемента, або нуклід іншого елемента з тим же масовим числом, або два або кілька нових нуклідів.

Серед радіонуклідів виділяються короткоживучі та довгоживучі. Короткоживучірадіонукліди або є членами природних радіоактивних рядів, або безперервно утворюються в результаті ядерних реакцій, що викликаються космічним випромінюванням. Радіонукліди, що існують на Землі з моменту її формування, часто називають природними довгоживучимиабо примордіальними радіонуклідами; такі нукліди мають період напіврозпаду. Для кожного елемента були штучно отримані радіонукліди; для елементів з атомним номером (тобто числом протонів), близьким до одного з « магічних чисел», кількість відомих нуклідів може сягати кількох десятків. Найбільшою кількістю відомих нуклідів – 46 – має ртуть.

Ізотопи - Різновиди атомів будь-якого хімічного елемента, які мають однаковий атомний (порядковий) номер, але при цьому різні масові числа. Назва пов'язана з тим, що всі ізотопи одного атома поміщаються в те саме місце (в одну клітинку) таблиці Менделєєва. Хімічні властивості атома залежить від будови електронної оболонки, що, своєю чергою, визначається переважно зарядом ядра Z (тобто кількістю протонів у ньому) і майже залежить від його масового числа A (тобто сумарного числа протонів Z і нейтронів N). Усі ізотопи одного елемента мають однаковий заряд ядра, відрізняючись лише числом нейтронів.

Ізобари –нукліди різних елементів, що мають однакове масове число; наприклад, ізобарами є 40 Ar, 40 K, 40 Ca.

Число нуклонів (масове число) A = N + Z в ядрах-ізобарах однаково, отже, числа протонів Z і нейтронів N різняться: Z 1 ≠ Z 2 , N 1 ≠ N 2. Сукупність нуклідів з однаковим A, але різним Z називають ізобаричним ланцюжком.

Радіоактивні сімейства (ряди)– генетично пов'язані послідовним радіоактивним розпадом ланцюжка (ряди) ядер природного походження.

Характеристика основних видів іонізуючого випромінювання. Одиниці радіоактивності. Закон радіоактивного розпаду. Період радіоактивного розпаду. Поняття про одиниці радіоактивності. Дозові поля опромінення.

Іонізуюче випромінювання - це випромінювання, взаємодія яких із речовиною викликає чи призводить до утворення у цьому середовищі іонів.

Найбільш різноманітні за видами іонізуючих випромінювань звані радіоактивні випромінювання, що утворюються в результаті мимовільного радіоактивного розпаду атомних ядер елементів зі зміною фізичних і хімічних властивостей останніх. Елементи, що мають здатність радіоактивного розпаду, називаються радіоактивними.

Різні види іонізуючих випромінювань супроводжуються вивільненням різної кількості енергії і мають різну проникаючу здатність, тому вони надають неоднаковий вплив на тканини живого організму.

Джерела радіації бувають штучними, створеними людиною, та природними, присутніми у природі, і залежними від людини. Повністю звільнитися від природних джерел радіації космічного і земного походження практично неможливо.

Небезпека іонізуючого випромінювання чекає на людину не тільки з навколишнього середовища, тобто. при зовнішньому опроміненні, але всередині самого, якщо джерела іонізуючого випромінювання потрапили при диханні, питво води і споживанні їжі всередину. Таке опромінення називається внутрішнім.

Встановлено, що з усіх природних джерел радіації найбільшу небезпеку становить радон– невидимий важкий газ без смаку та запаху. Радон вивільняється із земної кори повсюдно, але його концентрація істотно відрізняється для різних точок земної кулі. Основне випромінювання від радону людина отримує, перебуваючи в закритому, ізольованому приміщенні, що не провітрюється.

При радіоактивному розпаді мають місце три основні види іонізуючих випромінювань: альфа, бета та гама.

Альфа-випромінюваннязатримується невеликими перешкодами та практично не

здатне проникнути через зовнішній шаршкіри. Тому воно не становить небезпеки доти, поки радіоактивні речовини, що випускають альфа-частинки, не потраплять усередину організму. Шляхи проникнення можуть бути різними: через відкриту рану, з їжею, водою, з повітрям або парою, що вдихається. І тут вони стають надзвичайно небезпечними.

Бета-випромінюванняє потік електронів, що утворюються при розпаді ядер як природних, так і штучних радіоактивних елементів. Бета-випромінювання мають більшу проникаючу здатність порівняно з альфа-частинками, тому і для захисту від них потрібні більш щільні та товсті екрани. Різновидом бета-випромінювань, що утворюються під час розпаду деяких штучних радіоактивних елементів, є позитрони. Вони відрізняються від електронів лише позитивним зарядом, тому при дії на потік променів магнітним полемвони відхиляються у протилежний бік.

Одиниці вимірювання радіоактивності – це одиниці виміру активності радіоактивних елементів у препаратах та у різних середовищах. Активність радіоактивного препарату в міжнародної системиодиниць (СІ) вимірюється числом атомів розпаду за секунду (розп/сек). Допускається застосування позасистемних одиниць: розп/хв і кюрі. Для суміші декількох радіоактивних елементів (або ізотопів) зазначається активність кожного з них. Питома активність вимірюється в:

расп/сек ∙ м 3 чи расп/сек ∙ кг (позасистемні одиниці: Кі/см 3 , Кі/г). З одиницями радіоактивності тісно пов'язані одиниці радіоактивних випромінювань, що характеризують вихід випромінювань із джерела та його поле. У цих одиницях у системі СІ – вимірюються щільність потоку частинок – частка/сек ∙ м 2 ; інтенсивність випромінювання – Вт/м2, поглинена доза випромінювання – Дж/кг; потужність поглиненої дози випромінювання – Вт/кг; експозиційна доза рентгенівського та γ-випромінювань – Кл/кг; потужність експозиційної дози рентгенівського та γ-випромінювань – А/кг.

Закон радіоактивного розпаду –фізичний закон, що описує залежність інтенсивності радіоактивного розпаду від часу та кількості радіоактивних атомів у зразку. Відкритий Фредеріком Содді та Ернестом Резерфордом, кожен з яких згодом був нагороджений Нобелівською премією.

Радіоактивний розпад- Спонтанна зміна складу (заряду Z, масового

числа A) або внутрішньої будовинестабільних атомних ядер шляхом випромінювання елементарних частинок, гамма-квантів та ядерних фрагментів. Процес радіоактивного розпаду також називають радіоактивністю, а відповідні ядра (нукліди, ізотопи та хімічні елементи) радіоактивними. Радіоактивними називають речовини, що містять радіоактивні ядра.

Радіоактивність –нестійкість ядер деяких атомів, що виявляється в їх здатності до мимовільних перетворень (розпаду), що супроводжується випромінюванням іонізуючого випромінювання – радіацією.

Вплив радіації на людину називають опроміненням. Причиною впливу є передача енергії випромінювання клітин організму. Опромінення викликає порушення обміну речовин, лейкоз та злоякісні пухлини, зміна структури клітин, променеве безпліддя, променеву катаракту, променевий опік, променеву хворобу.

Наслідки опромінення сильніше позначаються на клітинах, що діляться, у зв'язку з чим, для дітей опромінення набагато небезпечніше, ніж для дорослих.

Природна радіоактивність- Мимовільний розпад атомних ядер, що зустрічаються в природі.

Штучна радіоактивність- Мимовільний розпад атомних ядер, отриманих штучним шляхом через відповідні ядерні реакції.

Дозові поля опромінення – величина, що використовується для оцінки ступеня впливу іонізуючого випромінювання на будь-які речовини, живі організми та їх тканини. Одиниця експозиційної дози у системі СІ – кулон на кілограм (Кл/кг). Кулон на кілограм дорівнює експозиційній дозі, при якій усі електрони та позитрони, звільнені фотонами в обсязі повітря масою 1 кг, виробляють у повітрі іони, що несуть електричний заряд кожного знака 1 Кл.

У рентгенах вимірюють кількість генерованого випромінювання чи експозиційну дозу.

Одиниця поглиненої дози у системі СІ – грей (Гр). Грей дорівнює поглиненій дозі іонізуючого випромінювання, при якій речовині масою 1 кг передається енергія іонізуючого випромінювання, що дорівнює 1 Дж.

6. Радіоактивні перетворення. Взаємодія ˠ-квантів із речовиною. Альфа та бета розпад радіонуклідів. Поняття про РІР та ПІР.

Радіоактивні перетворення- Мимовільні перетворення одних ядер на інші ядра. Радіоактивні перетворення супроводжуються випромінюванням різних частинок. Видами радіоактивних перетворень є альфа-розпад та бета-розпад.

Альфа-розпад– вид мимовільного радіоактивного перетворення важких атомних ядер, що супроводжується випромінюванням альфа-часток з ядра. В результаті альфа-розпаду вихідний елемент зміщується на два номери на початок періодичної системиМенделєєва.

Бета-розпад– тип радіоактивного перетворення нестабільних атомних ядер, зумовлений слабкою взаємодією та пов'язаний із взаємним перетворенням нейтронів та протонів в атомних ядрах. Розрізняють: 1) бета-мінус-розпад, за якого з ядра вилітає електрон і заряд ядра збільшується на одиницю; 2) бета-плюс-розпад, у якому з ядра вилітає позитрон і заряд ядра зменшується на одиницю.

Гамма- та рентгенівське випромінюванняявляють собою електромагнітні хвилі. Рентгенівське випромінювання виникає при взаємодії заряджених частинок з атомами речовини, а гамма-випромінювання випускається при переході атомних ядер із збуджених станів у стан із меншою енергією. Довжина хвилі гамма-випромінювання зазвичай менше 02 нанометрів. Для цих видів випромінювання немає понять пробігу, втрат енергії на одиницю шляху. Гамма-промені, проходячи через речовину, взаємодіють як з електронами, так і з ядрами атомів середовища (речовини). Внаслідок взаємодії інтенсивність променів зменшується.

Поглинання гамма-квантів речовиною обумовлено переважно трьома процесами: фотоефектом, комптонівським розсіюванням і народженням у кулонівському полі ядра електрон-позитронних пар.

Розпад, що супроводжується випромінюванням альфа-часток, назвали альфа-розпадом; розпад, що супроводжується випромінюванням бета-часток, був названий бета-розпадом (нині відомо, що існують типи бета-розпаду без випромінювання бета-часток, проте бета-розпад завжди супроводжується випромінюванням нейтрино або антинейтрино). Термін "гама-розпад" застосовується рідко; випромінювання ядром гамма-

) A = N + Z в ядрах-ізобарах однаково, числа протонів Zта нейтронів Nрозрізняються: $Z\_1\; \backslash ne\; Z\_2$, $N\_1\; \backslash ne\; N\_2$. Сукупність нуклідів з однаковим A, але різним Zназивають ізобаричним ланцюжком. У той час як масова кількість ізобарів однакова, їх атомні маси збігаються лише приблизно. Залежність атомної маси (або надлишку маси) від Zв ізобаричному ланцюжку показує напрямок можливих бета-розпадів. Ця залежність у першому наближенні є параболою (див. формула Вайцзеккера) - переріз долини стабільності площиною A= const.

Примордіальні ізобарні пари та тріади

Існують 59 примордіальних ізобарних пар і 9 примордіальних ізобарних тріад, які в основному включають стабільні ізотопи елементів з парними Z, що відрізняються на 2 одиниці. Якщо враховувати лише стабільні нукліди, то існують 48 ізобарних пар та 1 ізобарна тріада:

Примордіальні ізобарні пари

№	Масове число	Ізобарна пара	№	Масове число	Ізобарна пара	№	Масове число	Ізобарна пара
1	36	$\backslash mathsf(\_(16)S\; \backslash \; \backslash \; \_(18)Ar)$	21	104	$\backslash mathsf(\_(44)Ru\; \backslash \; \backslash \; \_(46)Pd)$	41	150	$\backslash mathsf(\_(60)Nd)$(2β −) $\backslash mathsf(\_(62)Sm)$
2	46	$\backslash mathsf(\_(20)Ca\; \backslash \; \backslash \; \_(22)Ti)$	22	106	$\backslash mathsf(\_(46)Pd\; \backslash \; \backslash \; \_(48)Cd)$	42	152	$\backslash mathsf(\_(62)Sm\; \backslash \; \backslash \; \_(64)Gd)$ (α)
3	48	$\backslash mathsf(\_(20)Ca)$(2β −) $\backslash mathsf(\_(22)Ti)$	23	108	$\backslash mathsf(\_(46)Pd\; \backslash \; \backslash \; \_(48)Cd)$	43	154	$\backslash mathsf(\_(62)Sm\; \backslash \; \backslash \; \_(64)Gd)$
4	54	$\backslash mathsf(\_(24)Cr\; \backslash \; \backslash \; \_(26)Fe)$	24	110	$\backslash mathsf(\_(46)Pd\; \backslash \; \backslash \; \_(48)Cd)$	44	156	$\backslash mathsf(\_(64)Gd\; \backslash \; \backslash \; \_(66)Dy)$
5	58	$\backslash mathsf(\_(26)Fe\; \backslash \; \backslash \; \_(28)Ni)$	25	112	$\backslash mathsf(\_(48)Cd\; \backslash \; \backslash \; \_(50)Sn)$	45	158	$\backslash mathsf(\_(64)Gd\; \backslash \; \backslash \; \_(66)Dy)$
6	64	$\backslash mathsf(\_(28)Ni\; \backslash \; \backslash \; \_(30)Zn)$	26	113	$\backslash mathsf(\_(48)Cd)$ (β −) $\backslash mathsf(\_(49)In)$	46	160	$\backslash mathsf(\_(64)Gd\; \backslash \; \backslash \; \_(66)Dy)$
7	70	$\backslash mathsf(\_(30)Zn\; \backslash \; \backslash \; \_(32)Ge)$	27	114	$\backslash mathsf(\_(48)Cd\; \backslash \; \backslash \; \_(50)Sn)$	47	162	$\backslash mathsf(\_(66)Dy\; \backslash \; \backslash \; \_(68)Er)$
8	74	$\backslash mathsf(\_(32)Ge\; \backslash \; \backslash \; \_(34)Ge)$	28	115	$\backslash mathsf(\_(49)In)$ (β −) $\backslash mathsf(\_(50)Sn)$	48	164	$\backslash mathsf(\_(66)Dy\; \backslash \; \backslash \; \_(68)Er)$
9	76	$\backslash mathsf(\_(32)Ge)$(2β −) $\backslash mathsf(\_(34)Se)$	29	116	$\backslash mathsf(\_(48)Cd)$(2β −) $\backslash mathsf(\_(50)Sn)$	49	168	$\backslash mathsf(\_(68)Er\; \backslash \; \backslash \; \_(70)Yb)$
10	78	$\backslash mathsf(\_(34)Se\; \backslash \; \backslash \; \_(36)Kr)$	30	120	$\backslash mathsf(\_(50)Sn\; \backslash \; \backslash \; \_(52)Te)$	50	170	$\backslash mathsf(\_(68)Er\; \backslash \; \backslash \; \_(70)Yb)$
11	80	$\backslash mathsf(\_(34)Se\; \backslash \; \backslash \; \_(36)Kr)$	31	122	$\backslash mathsf(\_(50)Sn\; \backslash \; \backslash \; \_(52)Te)$	51	174	$\backslash mathsf(\_(70)Yb\; \backslash \; \backslash \; \_(72)Hf)$ (α)
12	82	$\backslash mathsf(\_(34)Se)$(2β −) $\backslash mathsf(\_(36)Kr)$	32	123	$\backslash mathsf(\_(51)Sb\; \backslash \; \backslash \; \_(52)Te)$	52	184	$\backslash mathsf(\_(74)W\; \backslash \; \backslash \; \_(76)Os)$
13	84	$\backslash mathsf(\_(36)Kr\; \backslash \; \backslash \; \_(36)Sr)$	33	126	$\backslash mathsf(\_(52)Te\; \backslash \; \backslash \; \_(54)Xe)$	53	186	$\backslash mathsf(\_(74)W\; \backslash \; \backslash \; \_(76)Os)$ (α)
14	86	$\backslash mathsf(\_(36)Kr\; \backslash \; \backslash \; \_(38)Sr)$	34	128	$\backslash mathsf(\_(52)Te)$(2β −) $\backslash mathsf(\_(54)Xe)$	54	187	$\backslash mathsf(\_(75)Re)$ (β − , α) $\backslash mathsf(\_(76)Os)$
15	87	$\backslash mathsf(\_(37)Rb)$ (β −) $\backslash mathsf(\_(38)Sr)$	35	132	$\backslash mathsf(\_(54)Xe\; \backslash \; \backslash \; \_(56)Ba)$	55	190	$\backslash mathsf(\_(76)Os\; \backslash \; \backslash \; \_(78)Pt)$ (α)
16	92	$\backslash mathsf(\_(40)Zr\; \backslash \; \backslash \; \_(42)Mo)$	36	134	$\backslash mathsf(\_(54)Xe\; \backslash \; \backslash \; \_(56)Ba)$	56	192	$\backslash mathsf(\_(76)Os\; \backslash \; \backslash \; \_(78)Pt)$
17	94	$\backslash mathsf(\_(40)Kr\; \backslash \; \backslash \; \_(42)Mo)$	37	142	$\backslash mathsf(\_(58)Ce\; \backslash \; \backslash \; \_(60)Nd)$	57	196	$\backslash mathsf(\_(78)Pt\; \backslash \; \backslash \; \_(80)Hg)$
18	98	$\backslash mathsf(\_(42)Mo\; \backslash \; \backslash \; \_(44)Ru)$	38	144	$\backslash mathsf(\_(60)Nd)$ (α) $\backslash mathsf(\_(62)Sm)$	58	198	$\backslash mathsf(\_(78)Pt\; \backslash \; \backslash \; \_(80)Hg)$
19	100	$\backslash mathsf(\_(42)Mo)$(2β −) $\backslash mathsf(\_(44)Ru)$	39	146	$\backslash mathsf(\_(60)Nd\; \backslash \; \backslash \; \_(62)Sm)$ (α)	59	204	$\backslash mathsf(\_(80)Hg\; \backslash \; \backslash \; \_(82)Pb)$
20	102	$\backslash mathsf(\_(44)Ru\; \backslash \; \backslash \; \_(46)Pd)$	40	148	$\backslash mathsf(\_(60)Nd\; \backslash \; \backslash \; \_(62)Sm)$ (α)

Примордіальні ізобарні тріади

№	Масове число	Ізобарна тріада
1	40	$\backslash mathsf(\_(18)Ar\; \backslash \; \backslash \; \_(19)K)$ (β + , β − , ε) $\backslash mathsf(\_(20)Ca)$
2	50	$\backslash mathsf(\_(22)Ti\; \backslash \; \backslash \; \_(23)V)$ (β + , β −) $\backslash mathsf(\_(24)Cr)$
3	96	$\backslash mathsf(\_(40)Zr)$(2β −) $\backslash mathsf(\_(42)Mo\; \backslash \; \backslash \; \_(44)Ru)$
4	124	$\backslash mathsf(\_(50)Sn\; \backslash \; \backslash \; \_(52)Te\; \backslash \; \backslash \; \_(54)Xe)$
5	130	$\backslash mathsf(\_(52)Te)$(2β −) $\backslash mathsf(\_(54)Xe\; \backslash \; \backslash \; \_(56)Ba)$(2ε)
6	136	$\backslash mathsf(\_(54)Xe)$(2β −) $\backslash mathsf(\_(56)Ba\; \backslash \; \backslash \; \_(58)Ce)$
7	138	$\backslash mathsf(\_(56)Ba\; \backslash \; \backslash \; \_(57)La)$ (ε, β −) $\backslash mathsf(\_(58)Ce)$
8	176	$\backslash mathsf(\_(70)Yb\; \backslash \; \backslash \; \_(71)Lu)$ (β −) $\backslash mathsf(\_(72)Hf)$
9	180	$\backslash mathsf(\_(72)Hf\; \backslash \; \backslash \; \_(73)Ta)$(Ізомер) $\backslash mathsf(\_(74)W)$ (α)

У мас-спектрометрії

У мас-спектрометрії ізобарами називаються як ядра з однаковим масовим числом, так і молекули з (приблизно) однаковою молекулярною масою. Так, молекули 16 O 1 H 2 H (напівважкої води) є молекулярними ізобарами до атома 19 F . Іони таких молекул і атомів мають майже однакове відношення маса/заряд (при рівному заряді) і, отже, рухаються в електромагнітних полях мас-спектрометра майже однаковою траєкторії, будучи джерелом фону для своїх ізобар.

також

Напишіть відгук про статтю "Ізобари"

Примітки

Література

• Б. М. Яворський, А. А. Детлаф, А. К. Лебедєв.Довідник з фізики. – М.: «ОНІКС», «Світ та Освіта», 2006. – 1056 с. - 7000 прим. - ISBN 5-488-00330-4.

Уривок, що характеризує Ізобари

- Нездорова, чи що? Від страху міністра, як нині цей дурень Алпатич сказав.
- Ні, mon pere. [батюшка.]
Як не невдало потрапила m lle Bourienne на предмет розмови, вона не зупинилася і говорила про оранжереї, про красу нової квітки, що розпустилася, і князь після супу пом'якшав.
Після обіду він пройшов до невістки. Маленька княгиня сиділа за маленьким столиком і розмовляла з Машею, покоївкою. Вона зблідла, побачивши свекора.
Маленька княгиня дуже змінилася. Вона швидше була погана, ніж хороша, тепер. Щоки опустилися, губа піднялася вгору, очі були обтягнуті вниз.
- Так, тяжкість якась, - відповідала вона на запитання князя, що вона відчуває.
- Чи не треба чогось?
- Ні, merci, mon pere. [дякую, батюшка.]
- Ну, добре, добре.
Він вийшов і дійшов до офіціантської. Алпатич, нахиливши голову, стояв у офіціантській.
– Закидана дорога?
- Закидана, ваше сіятельство; вибачте, заради Бога, по одній дурниці.
Князь перебив його і засміявся своїм неприродним сміхом.
- Ну, добре, добре.
Він простяг руку, яку поцілував Алпатич, і пройшов до кабінету.
Увечері приїхав князь Василь. Його зустріли на прешпекті (так називався проспект) кучера та офіціанти, з криком провезли його візки та сани до флігеля навмисне засипаною снігом дорогою.
Князю Василю та Анатолю було відведено окремі кімнати.
Анатолій сидів, знявши камзол і підпершись руками в боки, перед столом, на кут якого він, усміхаючись, уважно й розсіяно кинув свої прекрасні великі очі. На все життя своє він дивився як на безперервну розвагу, яку хтось такий чомусь зобов'язався влаштувати для нього. Так само й тепер він дивився на свою поїздку до злого старого і до багатої потворної спадкоємиці. Все це могло вийти, на його думку, дуже добре і забавно. А чому ж не одружуватися, коли вона дуже багата? Це ніколи не заважає, думав Анатолій.
Він поголився, надушився з ретельністю і хизуванням, що стали його звичкою, і з природженим йому добродушно переможним виразом, високо несучи гарну голову, увійшов до кімнати до батька. Біля князя Василя клопотали його два камердинери, одягаючи його; він сам жваво оглядався навколо себе і весело кивнув синові, що входив, ніби він казав: «Так, таким мені тебе і треба!»
- Ні, без жартів, батюшка, вона дуже потворна? А? - спитав він, ніби продовжуючи розмову, не раз ведену під час подорожі.
– Повно. Дурниці! Головна справа - намагайся бути шанобливим і розсудливим зі старим князем.
– Якщо він лаятиметься, я піду, – сказав Анатоль. - Я цих старих терпіти не можу. А?
– Пам'ятай, що тобі від цього залежить все.
У цей час у дівочій не тільки був відомий приїзд міністра із сином, але й зовнішній виглядїх обох було вже докладно описано. Княжна Мар'я сиділа сама у своїй кімнаті і марно намагалася подолати своє внутрішнє хвилювання.
«Навіщо вони писали, навіщо Ліза говорила про це мені? Адже це не може бути! - казала вона собі, дивлячись у дзеркало. - Як я вийду у вітальню? Якби він навіть мені сподобався, я б не могла бути тепер із ним сама собою». Одна думка про погляд її батька наводила її на жах.
Маленька княгиня і m lle Bourienne отримали вже всі потрібні відомості від покоївки Маші про те, який рум'яний, чорнобровий красень був міністерський син, і про те, як татко їх насилу ноги дротів на сходи, а він, як орел, крокуючи по три сходинки, пробіг за ним. Отримавши ці відомості, маленька княгиня з m lle Bourienne, ще з коридору чути своїми голосами, що жваво перемовляли, увійшли в кімнату княжни.
– Ils sont arrives, Marieie, [Вони прибули, Mary,] ви знаєте? - Сказала маленька княгиня, перевалюючись своїм животом і важко опускаючись на крісло.
Вона вже не була в тій блузі, в якій сиділа вранці, а на ній була одна з найкращих її суконь; голова її була старанно прибрана, і на обличчі її було пожвавлення, яке не приховувало, однак, опустилися і помертвілі обриси обличчя. У тому вбранні, в якому вона була зазвичай у суспільствах у Петербурзі, ще помітніше було, як багато вона подурнішала. На m lle Bourienne теж з'явилося вже непомітно якесь удосконалення вбрання, яке надавало її гарненькому, свіженькому обличчю ще більш привабливості.
– Eh bien, et vous restez comme vous etes, chere princesse? - Заговорила вона. – On va venir annoncer, que ces messieurs sont au salon; il faudra descendre, et vous ne faites pas un petit brin de toilette! [Ну, а ви залишаєтеся, у чому були, княжна? Зараз прийдуть сказати, що вони вийшли. Треба буде йти вниз, а ви хоч трохи причепурилися!]
Маленька княгиня підвелася з крісла, зателефонувала покоївці і поспішно і весело почала вигадувати вбрання для княжни Марії і виконувати його. Княжна Марія почувала себе ображеною у почутті власної гідностітим, що приїзд обіцяного їй нареченого хвилював її, і ще більше вона була ображена тим, що її обидві подруги і не припускали, щоб це могло бути інакше. Сказати їм, як їй соромно було за себе та за них, це означало видати своє хвилювання; крім того відмовитися від вбрання, яке пропонували їй, повело б до тривалих жартів та наполягань. Вона спалахнула, прекрасні очі її згасли, обличчя її вкрилося плямами і з тим негарним виразом жертви, що найчастіше зупиняється на її обличчі, вона віддалася у владу m lle Bourienne та Лізи. Обидві жінки дбали щиро про те, щоб зробити її красивою. Вона була така погана, що жодній з них не могла прийти думка про суперництво з нею; тому вони цілком щиро, з тим наївним і твердим переконанням жінок, що вбрання може зробити обличчя красивим, взялися за її вбрання.
– Ні, правда, ma bonne amie, [мій добрий друг,] це плаття недобре, - говорила Ліза, здалеку боком поглядаючи на князівну. - Вели подати, у тебе там є масака. Право! Що ж, адже це, можливо, доля життя вирішується. А це надто світло, погано, ні, погано!
Погано було не плаття, але обличчя і вся постать княжни, але цього не відчували m lle Bourienne і маленька княгиня; їм все здавалося, що якщо прикласти блакитну стрічку до волосся, зачесаного догори, і спустити блакитний шарф з коричневого плаття тощо, то все буде добре. Вони забували, що злякане обличчя і фігуру не можна було змінити, і тому, як вони не видозмінювали раму і прикрасу цього обличчя, обличчя залишалося шкода і некрасиво. Після двох чи трьох змін, яким покірно підкорялася княжна Мар'я, в ту хвилину, як вона була зачесана догори (зачіска, яка зовсім змінювала і псувала її обличчя), у блакитному шарфі та масаку ошатну сукню, маленька княгиня рази два обійшла навколо неї, маленькою ручкою оправила тут складку сукні, там посмикнула шарф і подивилася, схиливши голову, то з того, то з іншого боку.

Ядро атома складається з протонів та нейтронів.

Хімічний елемент однозначно характеризується атомним номером Z, що збігається з числом протонів в ядрі.
Ядро з цим числом протонів Zможе мати різну кількість нейтронів N. Протони та нейтрони разом називаються нуклонами. Конкретне ядро ​​з даними Z, Nназивається нуклідом.
Масовим числом називається повне число нуклонів у ядрі: A = Z + N.
Оскільки маси протонів і нейтронів дуже близькі ( mn/mp = 1,0014)

ядерні сили.Існування ядер можливе тільки в тому випадку, якщо між нуклонами діють сили особливої ​​природи, що протидіють електростатичному відштовхуванню протонів і стискають усі нуклони в малій області простору. Такі сили не можуть мати ні електростатичну природу (навпаки, ці сили повинні сильно притягати протони), ні гравітаційну природу (чисельно сила гравітаційного тяжіння надто мала, щоб запобігти значному електростатичному відштовхуванню). Ці нові сили отримали назву ядерних сил, а взаємодія, що породжує ці сили, називається сильною.

Експериментально встановлено такі властивості ядерних сил.

1. Ці сили однакові за величиною, незалежно від того, чи діють вони між двома протонами, протоном і нейтроном або двома нейтронами (зарядова незалежність ядерних сил).

2. Ці сили мають короткодіючий характер, тобто. перетворюються на нуль, якщо відстань між нуклонами перевищує розмір ядра.

3. В галузі дії ядерних сил ці сили дуже великі (порівняно з електромагнітними або, тим більше, гравітаційними силами) і є силами тяжіння аж до відстаней порядку R0де вони змінюються силами відштовхування. Таким чином, нуклони в ядрах утримуються в області радіусом простору R > R0Однак атомні ядра неможливо стиснути до менших розмірів.

Ізотопи – атоми одного елемента, які мають різні масові числа

Атоми ізотопів одного елемента мають однакову кількість протонів, і відрізняються один від одного числом нейтронів

наприклад: водень має три ізотопи: протий 1 1 Н, дейтирій 2 1 Н, тритій 3 1 Н

Ізобари - нукліди різних елементів, що мають однакове масове число; наприклад, ізобарами є 40 Ar, 40 K, 40 Ca.

Білет 11. Природа та види внутрішньомолекулярного хімічного зв'язку. Приклади з'єднань з різними видамихім.зв'язку

Розрізняють чотири типи хімічних зв'язків: іонну, ковалентну, металеву та водневу.

Іонний хімічний зв'язок - Це зв'язок, що утворився за рахунок електростатичного тяжіння катіонів до аніонів.

Ковалентний хімічний зв'язок - це зв'язок, що виникає між атомами за рахунок утворення загальних електронних пар.

Донорно-акцепторний механізм освіти ковалентного зв'язкурозглянемо на класичному прикладіутворення іону амонію NH4+:

Металевий зв'язок
Зв'язок у металах і сплавах, який виконують відносно вільні електрони між іонами металів у металевій кристалічній решітці, називають металевою. Схема утворення металевого зв'язку (М – метал):

_
М 0 - nе<->М n+

Водневий зв'язок

Хімічний зв'язок між позитивно поляризованими атомами водню однієї молекули (або її частини) та негативно поляризованими атомами сильно електронегативних елементів, що мають неподілені електронні пари іншої молекули (або її частини), називають водневою.

У біополімерах - білках (вторинна структура) є внутрішньомолекулярний водневий зв'язок між карбонільним киснем та воднем аміногрупи.

Молекули полінуклеотидів - ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) є подвійні спіралі, в яких два ланцюги нуклеотидів пов'язані один з одним водневими зв'язками. При цьому діє принцип комплементарності, тобто ці зв'язки утворюються між певними парами, що складаються з пуринової та піримідинової основ: проти аденінового нуклеотиду (А) розташовується тіміновий (Т), а проти гуанінового (Г) – цитозиновий (Ц).

Речовини з водневим зв'язком мають молекулярні кристалічні ґрати.

Квиток 12. основні положення методу ЗС на прикладі утворення катіону NH 4

Різновид атомів, ядра яких мають певну кількість нуклонів (протонів та нейтронів), називається нуклідом.

Символічний запис нуклідів включає хімічний символ ядра Хта індекси зліва внизу “ Z”(кількість протонів в ядрі) і “ А”зліва вгорі-повне число нуклонів. Наприклад,

Залежно від вмісту нуклонів, нукліди можуть бути об'єднані в різні групи: ізотопи, ізобари, ізотони.

ІзотопнимиНуклідами (ізотопами) називаються нукліди, що мають однакову кількість протонів. Вони різняться лише числом нейтронів. Тому всі ізотопи належать тому самому хімічному елементу. Так, наприклад, ізотопи

є ізотопами того самого елемента урану (Z= const).

Оскільки ізотопи мають однакову кількість протонів і однакову будову електронних оболонок, вони є атомами близнюками- їх хімічні властивості практично збігаються. Виняток становлять ізотопи водню - протий Н, дейтерій D, тритій Т, які через занадто велику відносну відмінність атомних мас істотно відрізняються за фізико-хімічними властивостями (таблиця 2.1).

Таблиця 2.1 Порівняння властивостей звичайної та важкої води

	Властивості
	Температура кипіння, 0
	Критична температура, 0
	Щільність рідини при 298,15 К, кг/дм 3
	Діелектрична проникність при 298,15 К
	Температура максимальної густини, 0 С
	Температура плавлення, 0С
	Щільність льоду в точці плавлення, кг/дм 3

Хімічні перетворення з важким воднем відбуваються повільніше, ніж із його легким ізотопом.

Ізотонниминуклідами (ізотонами) називають нукліди з однаковим числомнейтронів та різним числом протонів. Приклади ізотонів: Са і Ті, які відносяться до різних нуклідів. Термін цей використовується дуже рідко.

Ізобараминазивають різновид нуклідів, ядра яких мають різне число і протонів та нейтронів, але мають однакову кількість нуклонів. Приклад ізобарів: Ті і Са.

Тому можна сказати, що нукліди з однаковим числом протонів це різні ізотопи одного елемента; нукліди з однаковою кількістю нуклонів – це ізобары; нукліди з однаковою кількістю нейтронів – ізотони.

2.4 Енергія ядра

Енергія є однією з найважливіших характеристик перебігу будь-яких фізичних процесів. У ядерній фізиці її роль особливо велика, оскільки непорушність закону збереження енергії дозволяє робити точні розрахунки навіть у тих випадках, коли багато деталей явищ залишаються невідомими. Стосовно ядра розглянемо кілька різних форм енергії.

2.4.1 Енергія спокою

Відповідно до теорії відносності масі атома mможна порівняти повну енергію спокою

Якщо у цій формулі звисловлювати в метрах на секунду, а m у кілограмах, то Е 0 вийде у джоулях. Позначимо через m 0 одиницю атомної маси, виражену в кілограмах: m 0 = 1,66∙10 -27 кг . Тоді m= m 0 А rта Е 0 = А r · m 0 c 2 . Величину m 0 c 2 легко вирахувати в джоулях, а потім в електрон-вольтах: m 0 c 2 = 931,5 Мев.Звідси

Е 0 = 931,5А r . (2.6)

Тут А r відносна атомна маса, Е 0  повна енергія спокою атома, МеВ.

Завдання 26.
Ізотоп нікелю-57 утворюється під час бомбардування частинками ядер атомів заліза-54. Складіть рівняння ядерної реакції та напишіть його у скороченій формі.
Рішення:
Ізотоп 28-го елемента – нікель-57 було отримано бомбардуванням -частинами атомів заліза-54 Перетворення атомних ядер зумовлюється їхньою взаємодією з елементарними частинками або один з одним. Ядерні реакції пов'язані із зміною складу ядер атомів хімічних елементів. За допомогою ядерних реакцій можна з атомів одних елементів отримати атоми інших. Перетворення атомних ядер як із природної, і при штучної радіоактивності записують як рівняння ядерних реакцій. При цьому слід пам'ятати, що суми масових чисел (цифри, що стоять у символі вгорі зліва) і алгебраїчні суми зарядів (цифри, що стоять у символу елемента внизу зліва) частинок в лівій і правій частинах рівності повинні бути рівні. Цю ядерну реакцію виражають рівнянням:

Завдання 28.
Що таке ізотопи? Чим можна пояснити, що більшість елементів періодичної системи атомні масивиражаються дробовим числом? Чи можуть атоми різних елементів мати однакову масу? Як називаються такі атоми?
Рішення:
Атоми, які мають однаковий заряд ядра (і, отже, тотожні хімічними властивостями), але різним числомнейтронів (отже, і різним масовим числом), називають ізотопами (від грец. слів «ізос»- однаковий і «топос»- Місце). Встановлено, що, як правило, кожен елемент є сукупністю декількох ізотопів. Саме цим пояснюються значні відхилення атомних мас багатьох елементів від цілих величин. Так, природний хлор на 75,53% складається з ізотопу 35Cl і на 24,47% ізотопу 37Cl; в результаті середня атомна маса хлору дорівнює 35453.

У природі зустрічається й інше явище, що полягає в тому, що атоми різних елементів мають однакову атомну масу, але різний заряд ядер. Такі атоми називають ізобарами. Наприклад, ізотоп калію та ізотоп кальцію мають однакові атомні маси (40), але різні заряди ядер Відповідно +19 і +20:

Завдання 29.
Ізотоп кремнію-30 утворюється при бомбардуванні частинками ядер атомів алюмінію-27. Складіть рівняння цієї ядерної реакції та напишіть його у скороченій формі.
Рішення:

Часто застосовують скорочену форму запису ядерної реакції. Для цієї реакції вона матиме вигляд:

У дужках пишуть частину, що бомбардує, а через кому - частинку, що утворюється при даному ядерному процесі. У скорочених рівняннях частинки

позначають відповідно p, d, n, е.

Завдання 31.
Ізотоп вуглецю-11 утворюється при бомбардуванні протонами ядер атомів азоту-14. Складіть рівняння цієї ядерної реакції і напишіть його в скороченій формі.
Рішення:
Перетворення атомних ядер зумовлюється їхньою взаємодією з елементарними частинками або один з одним. Ядерні реакції пов'язані із зміною складу ядер атомів хімічних елементів. За допомогою ядерних реакцій можна з атомів одних елементів одержати атоми інших. Перетворення атомних ядер як із природної, і при штучної радіоактивності записують як рівняння ядерних реакцій. При цьому слід пам'ятати, що суми масових чисел (цифри, що стоять у символі вгорі зліва) і алгебраїчні суми зарядів (цифри, що стоять у символу елемента внизу зліва) частинок в лівій і правій частинах рівності повинні бути рівні. Цю ядерну реакцію виражають рівнянням:

Часто застосовують скорочену форму запису ядерної реакції. Для цієї реакції вона матиме вигляд:

У дужках пишуть частину, що бомбардує, а через кому - частинку, що утворюється при даному ядерному процесі. У скорочених рівняннях частинки

позначають відповідно p, d, n, е.

Завдання 328
Назвіть три ізотопи водню. Вкажіть склад їх ядер. Що таке важка вода? Як вона виходить і які її властивості?
Рішення:
Для водню відомі три ізотопи: - протий Н , - дейтерій D , - тритій Т . Протий і дейтерій зустрічаються у природі, тритій отримано штучно. Ядро протию складається з одного протону, ядро ​​дейтерію - з одного протону та одного нейтрону, а ядро ​​тритію - з одного протону та двох нейтронів.

Тяжка вода D 2 O- Поєднання дейтерію з киснем. Тяжку воду отримують шляхом електролізу природної води. При електролізі води розряд іонів Н+ відбувається значно швидше, ніж D+, тому в залишку після розкладання електролізом великої кількостіводи концентрується D2O.

Тяжка вода D 2 Oпо фізико-хімічним властивостямвідрізняється від Н 2 Про: t пл.= 3,82 0С, t стос. = 101,42 0, р пліт,дорівнює 1,1050 г/см 3 (20 0 C). Помітно розрізняються ентальпії розчинення солей у Н 2 O та D 2 O, константи дисоціації кислот та інші характеристики розчинів.