Строение и устойчивость атомных ядер. Изотопы

Содержание

Слайд 2

Основной геохимический закон В.М. Гольдшмидта гласит: кларки элементов зависят от строения атомного ядра,

Основной геохимический закон В.М. Гольдшмидта гласит: кларки элементов зависят от строения атомного
а их миграция – от наружных электронов, определяющих химические свойства элементов.
Ядра химических элементов характеризуются отсутствием четких границ, малыми размерами 10-13 – 10-14 см, значительной массой (практически равной массе атома) и очень высокой плотностью 3600 млн. – 1 млрд. тонн / см3.
Для сравнения: размеры атомов в среднем 10-8 см (1 ангстрем).

Слайд 3

Ядро состоит из нуклонов - положительно заряженных протонов (z) и не имеющих

Ядро состоит из нуклонов - положительно заряженных протонов (z) и не имеющих
заряда нейтронов (n).
Массы протона и нейтрона примерно равны и составляют 1/12 часть атомной массы углерода или 10-24 грамм (1 дальтон).
Количество протонов в ядре элемента совпадает с порядковым номером химического элемента в периодической таблице Менделеева и определяет суммарный положительный заряд ядра.

Слайд 4

Если необходимо показать количество нуклонов и массовое число элемента, то следует придерживаться

Если необходимо показать количество нуклонов и массовое число элемента, то следует придерживаться
следующих обозначений:
О (кислород) – название (индекс) элемента,
А – массовое число элемента, равное сумме протонов (Z) и нейтронов (N), то есть А = Z + N.
Очевидно:
Z = А – N
N = А – Z

Слайд 5

Структура ядра однозначно не расшифрована
Экспериментально установлено, что масса протонов и нейтронов

Структура ядра однозначно не расшифрована Экспериментально установлено, что масса протонов и нейтронов
в ядре всегда меньше их общей массы. Такое явление называется дефектом масс и объясняется переходом массы в энергию, которая делает ядро устойчивым. Таким образом: чем больше дефект масс – тем устойчивее ядро.
Между количеством протонов и нейтронов существует определенный баланс при нарушении которого ядро становится неустойчивым. Начиная с элемента № 83 (Bi) даже дополнительные нейтроны не делают ядро устойчивым.

Слайд 6

Наиболее устойчивы элементы начала таблицы, у которых соотношение протонов и нейтронов равно

Наиболее устойчивы элементы начала таблицы, у которых соотношение протонов и нейтронов равно единице
единице

Слайд 7

Самые устойчивые ядра с четным количеством протонов и нейтронов, самые неустойчивые с

Самые устойчивые ядра с четным количеством протонов и нейтронов, самые неустойчивые с
нечетными количествами протонов и нейтронов. Нечетность одного из нуклонов ведет к уменьшению количества изотопов в 3 раза.

Массовое число наиболее устойчивых атомных ядер
делится на 4 без остатка. Такие элементы обозначаются 4Q и называются «гелионы».

Слайд 8

Ядра у которых количество протонов или нейтронов равно 2, 8, 20, 28,

Ядра у которых количество протонов или нейтронов равно 2, 8, 20, 28,
50, 82, 126 - называются магическими.
Дваждымагические ядра имеют магическое число и протонов и нейтронов.
Общий ряд магических ядер:
24He, 816O, 2040Ca, 2860Ni, 3888Sr, 50120Sn, 56138Ba, 82208Pb
В этом ряду He, O, Ca, Pb дваждымагические, они самые устойчивые и важные из всех элементов.
He – элемент космоса, О и Са распространенные элементы земной коры.

Слайд 9

Диаграмма нуклидов: изотопы, изотоны, изобары

в 1918 г. Ф. Содди предположил существование изотопов (от

Диаграмма нуклидов: изотопы, изотоны, изобары в 1918 г. Ф. Содди предположил существование
греч.: «то же самое место»). Позже было доказано, что атомный номер элемента соответствует заряду ядра, а изотопы – это атомы или «нуклиды» с одним и тем же атомным номером, но с разными массами.

Слайд 10

Классификация нуклидов

1. Стабильные нуклиды.
2. Долгоживущие природные нестабильные нуклиды
3. Короткоживущие природные нестабильные нуклиды.
4.

Классификация нуклидов 1. Стабильные нуклиды. 2. Долгоживущие природные нестабильные нуклиды 3. Короткоживущие
Короткоживущие нестабильные нуклиды не встречающиеся в природе.
Численность нуклидов
1 группа – 273 нуклидов
2 группа + 3 группа – 67 нуклидов
Всего в природе обнаружены 340 нуклидов
4 группа – 1360 нуклидов
Всего известно около 1700 нуклидов всех химических элементов