Лекция 2 Строение атома
изобарами . Атомы с одинаковым числом протонов (Z) называются изотопами
жүктеу/скачать 404,49 Kb. Pdf көрінісі
|
Тема 2 Строение атома
| изобарами
. Атомы с одинаковым числом протонов (Z) называются изотопами , а с одинаковым числом нейтронов (N) – изотонами . Изотопы Изобары Изотоны Ca 40 20 , (20 p, 20 n) Ar 40 18 , (18 p, 22 n) Xe 136 54 , (54 p, 82 n) Ca 42 20 , (20 p, 22 n) K 40 19 , (19 p, 21 n) Ba 138 56 , (56 p, 82 n) Ca 43 20 , (20 p, 23 n) Ca 40 20 , (20 p, 20 n) La 139 57 , (57 p, 82 n) Некоторые элементы в периодической системе расположены не в порядке увеличения их атомных масс, например, Ar (39,948) – K (39,102); Co (58,933) – Ni (58,71); Te (127,60) – I (126,904); Th (232,038) – Pa (231,036). Это связано с тем, что атомная масса элемента равна среднему значению массовых чисел всех его природных изотопов с учетом их распространенности . Например, атомная масса хлора равна 35,5, так как природный хлор состоит на 75,4% из изотопов с массовым числом 35 и 24,6% с массовым числом 37. В частности, атомная масса кобальта определяется изотопом с большим массовым числом, поскольку этот изотоп встречается в природе в большем количестве, а у никеля преобладает изотоп с меньшим массовым числом. Тяжелый радиоактивный изотоп иода с массовым числом 129, ранее существовавший на нашей планете, уже распался и превратился в ксенон (в настоящее время иод представлен в природе единственным изотопом с массовым числом 127). Исчезновение 53 129 I привело к аномально высокому содержанию изотопа 54 129 Хе в атмосферном ксеноне и к снижению относительной атомной массы иода. В результате возникла аномалия в последовательности величин атомных масс теллура и иода. Таким образом, анализ изотопного состава элементов позволил объяснить «противоречие», заключающееся в том, что некоторые элементы (см. выше) располагаются в таблице Д.И. Менделеева не в порядке увеличения их атомных масс. Содержание изотопов ряда элементов в природе не является постоянным. Оно отличается для различных геологических образцов. Для таких элементов величины А г не могут быть приведены с высокой степенью точности. Если элемент имеет один стабильный изотоп, его относительная атомная масса приведена в периодической системе с точностью пяти или шести значащих цифр. Масса ядра всегда несколько меньше суммы масс входящих в его состав протонов и нейтронов. Это различие получило название дефекта массы. Дефект массы преобразуется в энергию связи ядра – такую энергию, которую необходимо затратить, чтобы разделить ядро на отдельные протоны и нейтроны. Если дефект массы равен Δm, то величина выделяющейся при образовании ядра из нуклонов энергии Е может быть рассчитана по уравнению Эйнштейна: E = Δm·с 2 , где с – скорость света (с = 3·10 8 м/c). Величину дефекта массы и количество энергии, выделяемой при образовании ядра легко подсчитать для атомов химических элементов, имеющих один стабильный изотоп. К числу таких элементов относится, например, алюминий 13 27 А1 Рассчитаем величину дефекта массы для атома алюминия. В состав ядра этого атома входят 13 протонов и 14 нейтронов. Следовательно, атомная масса одного атома алюминия (в а.е.м) должна равняться (без учета массы электронов): М(Аl) = 1,00728·13 + 1,00866·14 = 13,09464 + 14,12124 = 27,21588 а.е.м. Между тем она составляет 26,98154 (см. периодическую таблицу элементов). Таким образом, дефект массы Δm окажется равным: Δm =27,21588 - 26,98154 = 0,23434 а.е.м.= 0,23434·1,66057·10-27 = 3,89·10 -28 кг. Выделяющаяся при образовании 1 моль атомов алюминия энергия равна: E = Δm·с 2 ·N A = 3,89·10 -28 (3·10 8 ) 2 ·6,02·10 23 = 2,10·10 13 Дж. Полученная величина свидетельствует о выделении огромной энергии при образовании ядер атомов в процессе их синтеза из элементарных частиц (протонов и нейтронов). жүктеу/скачать 404,49 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|