Zdefiniuj pojęcie izotopów. Izotopy

Izotopy, zwłaszcza izotopy radioaktywne, mają liczne zastosowania. W tabeli 1.13 zawiera wybrane przykłady niektórych przemysłowych zastosowań izotopów. Każda technika wymieniona w tej tabeli jest również stosowana w innych gałęziach przemysłu. Na przykład, technikę określania wycieku substancji za pomocą radioizotopów stosuje się: przy produkcji napojów – do określenia wycieków ze zbiorników magazynowych i rurociągów; przy budowie obiektów inżynierskich-Dla

Tabela 1.13. Niektóre zastosowania radioizotopów

Samiec muchy tse-tse wysterylizowany słabym źródłem promieniowania radioaktywnego jest oznaczany do późniejszego wykrycia (Burkina Faso). Procedura ta stanowi część eksperymentu przeprowadzonego w celu zbadania muchy tse-tse i ustalenia skutecznych środków kontroli zapobiegających powszechnemu występowaniu trypanosomatozy (śpiączki). Mucha tse-tse przenosi tę chorobę i zaraża ludzi, zwierzęta domowe i dzikie zwierzęta gospodarskie. Śpiączka jest niezwykle powszechna w niektórych częściach Afryki.

określenie wycieków z podziemnych rurociągów wody; w energetyce - do lokalizacji nieszczelności wymienników ciepła w elektrowniach; w przemyśle naftowym - w celu ustalenia wycieków z podziemnych rurociągów naftowych; w służbie kontroli ścieków i wody kanalizacyjnej - w celu ustalenia wycieków z głównych kanałów ściekowych.

Izotopy są również szeroko stosowane w badaniach naukowych. W szczególności służą do określenia mechanizmów reakcji chemicznych. Jako przykład wskazujemy zastosowanie wody znakowanej stabilnym izotopem tlenu 18O do badania hydrolizy estrów, takich jak octan etylu (patrz także sekcja 19.3). Wykorzystując spektrometrię mas do wykrycia izotopu 18O, stwierdzono, że podczas hydrolizy atom tlenu z cząsteczki wody przenosi się do kwasu octowego, a nie do etanolu

Radioizotopy są szeroko stosowane jako znakowane atomy w badaniach biologicznych. W celu prześledzenia szlaków metabolicznych* w organizmach żywych wykorzystuje się radioizotopy węgla-14, trytu, fosforu-32 i siarki-35. Na przykład pobieranie fosforu przez rośliny z gleby nawożonej nawozami można monitorować za pomocą nawozów zawierających domieszkę fosforu-32.

Radioterapia. Promieniowanie jonizujące może zniszczyć żywą tkankę. Tkanki nowotworu złośliwego są bardziej wrażliwe na promieniowanie niż zdrowe tkanki. Umożliwia to leczenie raka za pomocą promieni Y emitowanych ze źródła, które wykorzystuje radioaktywny izotop kobaltu-60. Promieniowanie kierowane jest na obszar ciała pacjenta dotknięty nowotworem; Sesja zabiegowa trwa kilka minut i jest powtarzana codziennie przez 2-6 tygodni. Podczas sesji wszystkie pozostałe części ciała pacjenta muszą być starannie przykryte materiałem nieprzepuszczalnym dla promieniowania, aby zapobiec zniszczeniu zdrowej tkanki.

Określanie wieku próbek metodą radiowęglową. Niewielka część dwutlenku węgla znajdującego się w atmosferze zawiera radioaktywny izotop „bC”. Rośliny absorbują ten izotop podczas fotosyntezy. Dlatego tkanki wszystkich

* Metabolizm to ogół wszystkich reakcji chemicznych zachodzących w komórkach organizmów żywych. W wyniku reakcji metabolicznych składniki odżywcze przekształcają się w użyteczną energię lub składniki komórek. Reakcje metaboliczne zwykle zachodzą w kilku prostych etapach – etapach. Kolejność wszystkich etapów reakcji metabolicznej nazywa się szlakiem (mechanizmem) metabolicznym.

Radioizotopy wykorzystuje się do monitorowania mechanizmów osadzania się osadów w ujściach rzek, portach i dokach.

Wykorzystanie radioizotopów do uzyskania fotograficznego obrazu komory spalania silnika odrzutowego w ośrodku badań bez uszkodzeń na lotnisku Heathrow w Londynie. (Na plakatach widniał napis: Promieniowanie. Trzymaj się z daleka.) Radioizotopy są szeroko stosowane w przemyśle do nieniszczących testów.

Tkanki żywe charakteryzują się stałym poziomem radioaktywności, ponieważ jej spadek w wyniku rozpadu promieniotwórczego jest kompensowany przez stały dopływ radiowęgla z atmosfery. Jednak gdy tylko nastąpi śmierć rośliny lub zwierzęcia, dopływ radiowęgla do jej tkanek ustaje. Prowadzi to do stopniowego spadku poziomu radioaktywności w martwej tkance.

Datowanie radiowęglowe ujawniło, że próbki węgla drzewnego ze Stonehenge mają około 4000 lat.

Radiowęglowa metoda geochronologii została opracowana w 1946 roku przez U.F. Libby, która w 1960 roku otrzymała za to Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Metoda ta jest obecnie powszechnie stosowana przez archeologów, antropologów i geologów, a próbki datowane są na 35 000 lat. Dokładność tej metody wynosi około 300 lat. Najlepsze wyniki uzyskuje się przy określaniu wieku wełny, nasion, muszli i kości. Aby określić wiek próbki, mierzy się aktywność promieniowania p (liczbę rozpadów na minutę) na 1 g zawartego w niej węgla. Pozwala to określić wiek próbki za pomocą krzywej rozpadu promieniotwórczego dla izotopu 14C.

Ile lat mają Ziemia i Księżyc?

Wiele skał na Ziemi i Księżycu zawiera radioizotopy o okresach półtrwania rzędu 10-9-10-10 lat. Mierząc i porównując względną liczebność tych radioizotopów ze względną liczebnością produktów ich rozpadu w próbkach takich skał, można określić ich wiek. Trzy najważniejsze metody geochronologii opierają się na określeniu względnej liczebności izotopów K (okres półtrwania 1,4-109 lat). „Rb (okres półtrwania 6 1O10 lat) i 2I29U (okres półtrwania 4,50-109 lat).

Metoda datowania potasem i argonem. Minerały, takie jak mika i niektóre skalenie, zawierają niewielkie ilości radioizotopu potasu-40. Rozpada się poprzez wychwytywanie elektronów i przekształcanie się w argon-40:

Wiek próbki określa się na podstawie obliczeń wykorzystujących dane dotyczące względnej zawartości potasu-40 w próbce w porównaniu do argonu-40.

Metoda datowania rubidu i strontu. Niektóre z najstarszych skał na Ziemi, takie jak granity z zachodniego wybrzeża Grenlandii, zawierają rubid. Około jedna trzecia wszystkich atomów rubidu to radioaktywny rubid-87. Ten radioizotop rozpada się na stabilny izotop strontu-87. Obliczenia oparte na danych dotyczących względnej zawartości izotopów rubidu i strontu w próbkach pozwalają określić wiek tych skał.

Metoda datowania uranu i ołowiu. Izotopy uranu rozpadają się na izotopy ołowiu. Wiek minerałów takich jak apatyt, które zawierają zanieczyszczenia uranem, można określić, porównując zawartość niektórych izotopów uranu i ołowiu w ich próbkach.

Wszystkie trzy opisane metody zostały wykorzystane do datowania skał lądowych. Uzyskane dane wskazują, że wiek Ziemi wynosi 4,6–109 lat. Metody te posłużyły także do określenia wieku skał księżycowych przywiezionych na Ziemię z misji kosmicznych. Wiek tych ras waha się od 3,2 do 4,2*10 9 lat.

rozszczepienie jądrowe i synteza jądrowa

Wspomnieliśmy już, że eksperymentalne wartości mas izotopów okazują się mniejsze od wartości obliczonych jako suma mas wszystkich cząstek elementarnych wchodzących w skład jądra. Różnica między obliczoną i eksperymentalną masą atomową nazywana jest defektem masy. Wada masy odpowiada energii potrzebnej do pokonania sił odpychania pomiędzy cząstkami o tym samym ładunku w jądrze atomowym i związania ich w jedno jądro; z tego powodu nazywa się ją energią wiązania. Energię wiązania można obliczyć na podstawie defektu masy, korzystając z równania Einsteina

gdzie E to energia, m to masa, a c to prędkość światła.

Energię wiązania wyraża się zwykle w megaelektronowoltach (1 MeV = 106 eV) na cząstkę subjądrową (nukleon). Elektronowolt to energia, jaką cząstka o jednostkowym ładunku elementarnym (równym w wartości bezwzględnej ładunkowi elektronu) zyskuje lub traci podczas przemieszczania się między punktami o różnicy potencjałów elektrycznych wynoszącej 1 V (1 MeV = 9,6 * 10 10 J /mol).

Na przykład energia wiązania na nukleon w jądrze helu wynosi około 7 MeV, a w jądrze chloru-35 wynosi 8,5 MeV.

Im wyższa energia wiązania na nukleon, tym większa stabilność jądra. Na ryc. Rysunek 1.33 pokazuje zależność energii wiązania od liczby masowej pierwiastków. Należy zaznaczyć, że najbardziej stabilne są pierwiastki o liczbie masowej bliskiej 60. Do pierwiastków zaliczają się 56Fe, 59Co, 59Ni i 64Cu. Pierwiastki o niższych liczbach masowych mogą, przynajmniej z teoretycznego punktu widzenia, zwiększyć swoją stabilność w wyniku zwiększenia liczby masowej. W praktyce wydaje się jednak, że możliwe jest zwiększenie liczb masowych jedynie najlżejszych pierwiastków, takich jak wodór. (Hel ma wyjątkowo wysoką stabilność; energia wiązania nukleonów w jądrze helu nie pasuje do krzywej pokazanej na ryc. 1.33.) Liczba masowa takich pierwiastków wzrasta w procesie zwanym syntezą jądrową (patrz poniżej).

Izotopy to odmiany dowolnego pierwiastka chemicznego o różnej masie atomowej. Różne izotopy dowolnego pierwiastka chemicznego mają tę samą liczbę protonów w jądrze i tę samą liczbę elektronów na powłokach atomu, mają tę samą liczbę atomową i zajmują określone miejsca w tablicy D.I. Mendelejewa, charakterystyczne dla danego pierwiastka chemicznego.

Różnicę mas atomowych między izotopami tłumaczy się tym, że jądra ich atomów zawierają różną liczbę neutronów.

Izotopy radioaktywne- izotopy dowolnego elementu układu okresowego D.I. Mendelejewa, które mają niestabilne jądra i przechodzą w stan stabilny w wyniku rozpadu radioaktywnego, któremu towarzyszy promieniowanie (patrz). W przypadku pierwiastków o liczbie atomowej większej niż 82 wszystkie izotopy są radioaktywne i rozpadają się w wyniku rozpadu alfa lub beta. Są to tak zwane naturalne izotopy promieniotwórcze, zwykle występujące w przyrodzie. Atomy powstałe podczas rozpadu tych pierwiastków, jeśli mają liczbę atomową powyżej 82, z kolei ulegają rozpadowi radioaktywnemu, którego produkty również mogą być radioaktywne. Okazuje się, że jest to łańcuch sekwencyjny, czyli tak zwana rodzina izotopów promieniotwórczych.

Istnieją trzy znane rodziny naturalnych promieniotwórczych, zwane od pierwszego elementu serii rodzinami, oraz aktynouran (lub aktyn). Rodzina uranu obejmuje (patrz) i (patrz). Ostatni pierwiastek każdego szeregu przekształca się w wyniku rozpadu w jeden ze stabilnych izotopów o numerze seryjnym 82. Oprócz tych rodzin znane są pewne naturalne izotopy promieniotwórcze pierwiastków o numerach seryjnych mniejszych niż 82. Są to potas-40 i jacyś inni. Spośród nich ważny jest potas-40, który występuje w każdym żywym organizmie.

Izotopy promieniotwórcze wszystkich pierwiastków chemicznych można otrzymać sztucznie. Są to sztucznie radioaktywne izotopy. Istnieje kilka sposobów ich zdobycia. Izotopy promieniotwórcze pierwiastków takich jak jod, brom i inne, zajmujące środkowe miejsca w układzie okresowym, są produktami rozszczepienia jądra uranu. Z mieszaniny takich produktów otrzymanych w reaktorze jądrowym (patrz) wyodrębnia się je metodami radiochemicznymi i innymi. Izotopy radioaktywne prawie wszystkich pierwiastków można otrzymać w akceleratorze cząstek (qv) poprzez bombardowanie określonych stabilnych atomów protonami lub deuteronami.

Powszechną metodą wytwarzania izotopów promieniotwórczych ze stabilnych izotopów tego samego pierwiastka jest napromienianie ich neutronami w reaktorze jądrowym. Metoda opiera się na tzw. reakcji wychwytu promieniowania. Jeśli substancja zostanie napromieniowana neutronami, te ostatnie, nie mając ładunku, mogą swobodnie zbliżyć się do jądra atomu i niejako „przykleić się” do niego, tworząc nowe jądro tego samego pierwiastka, ale z jednym dodatkowym neutronem. W tym przypadku pewna ilość energii jest uwalniana w formie (patrz), dlatego proces ten nazywa się wychwytywaniem promieniowania. Jądra z nadmiarem neutronów są niestabilne, więc powstały izotop jest radioaktywny. Z nielicznymi wyjątkami w ten sposób można otrzymać radioaktywne izotopy dowolnego pierwiastka.

Podczas rozpadu izotopu może powstać izotop, który jest również radioaktywny. Na przykład stront-90 zamienia się w -90, bar-140 w lantan-140 itd.

Pierwiastki transuranowe nieznane w przyrodzie o numerze seryjnym większym niż 92 (neptun, ameryk, kiur itp.), których wszystkie izotopy są radioaktywne, zostały uzyskane sztucznie. Z jednego z nich powstaje kolejna rodzina radioaktywna – rodzina neptunów.

Podczas pracy reaktorów i akceleratorów w materiałach i częściach tych instalacji oraz otaczających je urządzeń powstają izotopy promieniotwórcze. Ta „aktywność indukowana”, która utrzymuje się przez mniej więcej długi czas po zaprzestaniu pracy instalacji, stanowi niepożądane źródło promieniowania. Aktywność indukowana występuje także w organizmie żywym narażonym na działanie neutronów, na przykład podczas wypadku lub wybuchu atomowego.

Aktywność izotopów promieniotwórczych mierzy się w jednostkach curie (patrz „”) lub jego pochodnych - millicurie i mikrocurie.

Ilość izotopów promieniotwórczych wykrywa się i mierzy na podstawie ich promieniowania, stosując zwykłą metodę pomiaru radioaktywności (patrz Dozymetria, promieniowanie jonizujące). Metody te umożliwiają pomiar aktywności rzędu setnych i tysięcznych mikrokurii, co odpowiada masie izotopu mniejszej niż jedna miliardowa miligrama. Z tego jasno wynika, że ​​niewielka domieszka radioaktywnych izotopów dowolnego pierwiastka do jego stabilnych atomów umożliwia łatwe wykrycie tego pierwiastka. W ten sposób jego atomy stają się atomami oznaczonymi. Ich znakiem jest promieniowanie.

Pod względem właściwości chemicznych i fizykochemicznych izotopy promieniotwórcze praktycznie nie różnią się od pierwiastków naturalnych; ich domieszka do jakiejkolwiek substancji nie zmienia jej zachowania w żywym organizmie.

Tak oznakowanymi atomami można zastąpić stabilne izotopy w różnych związkach chemicznych. Właściwości tych ostatnich nie ulegną zmianie, a wprowadzone do organizmu będą zachowywać się jak zwykłe, nieoznaczone substancje. Jednak dzięki promieniowaniu łatwo jest wykryć ich obecność we krwi, tkankach, komórkach itp. Izotopy promieniotwórcze w tych substancjach służą zatem jako wskaźniki, czyli wskaźniki rozmieszczenia i losów substancji wprowadzonych do organizmu. Dlatego nazywa się je „znacznikami radioaktywnymi”. Wiele związków nieorganicznych i organicznych znakowanych różnymi izotopami radioaktywnymi zostało zsyntetyzowanych na potrzeby (patrz) i różnych badań eksperymentalnych.

Wiele izotopów promieniotwórczych (jod-131, fosfor-32, -198 itd.) stosuje się do radioterapii (patrz).

Sztucznie radioaktywne izotopy (kobalt-60, cez-137 i niektóre inne, które są emiterami promieniowania gamma) całkowicie zastąpiły rad, który wcześniej był używany jako źródło promieniowania (patrz) do celów medycznych i technicznych. Zobacz także artykuły na temat nazw elementów.

· Izotopy· Izobary · Okres półtrwania · Liczba masowa · Łańcuchowa reakcja jądrowa

Terminologia

Historia odkrycia izotopów

Pierwszy dowód na to, że substancje o tym samym zachowaniu chemicznym mogą mieć różne właściwości fizyczne, uzyskano badając przemiany radioaktywne atomów ciężkich pierwiastków. W latach 1906-07 okazało się, że produkt rozpadu promieniotwórczego uranu - jon i produkt rozpadu radioaktywnego toru - radiotor, mają takie same właściwości chemiczne jak tor, ale różnią się od niego masą atomową i charakterystyką rozpadu promieniotwórczego. Później odkryto, że wszystkie trzy produkty miały identyczne widma optyczne i rentgenowskie. Takie substancje, identyczne pod względem właściwości chemicznych, ale różniące się masą atomów i niektórymi właściwościami fizycznymi, za sugestią angielskiego naukowca F. Soddy'ego zaczęto nazywać izotopami.

Izotopy w przyrodzie

Uważa się, że skład izotopowy pierwiastków na Ziemi jest taki sam we wszystkich materiałach. Niektóre procesy fizyczne zachodzące w przyrodzie prowadzą do zakłócenia składu izotopowego pierwiastków (naturalnych frakcjonowanie izotopy charakterystyczne dla pierwiastków lekkich, a także przesunięcia izotopów podczas rozpadu naturalnych izotopów długożyciowych). Stopniowa akumulacja jąder w minerałach – produktach rozpadu niektórych długożyciowych nuklidów – jest wykorzystywana w geochronologii jądrowej.

Zastosowania izotopów przez człowieka

W działaniach technologicznych ludzie nauczyli się zmieniać skład izotopowy pierwiastków, aby uzyskać określone właściwości materiałów. Na przykład 235 U jest zdolny do reakcji łańcuchowej rozszczepienia pod wpływem neutronów termicznych i może być stosowany jako paliwo do reaktorów jądrowych lub broni jądrowej. Jednak naturalny uran zawiera tylko 0,72% tego nuklidu, podczas gdy reakcja łańcuchowa jest praktycznie możliwa tylko przy zawartości 235U wynoszącej co najmniej 3%. Ze względu na podobieństwo właściwości fizycznych i chemicznych izotopów pierwiastków ciężkich, procedura wzbogacania izotopowego uranu jest niezwykle złożonym zadaniem technologicznym, dostępnym jedynie dla kilkunastu krajów na świecie. Znaczniki izotopowe znajdują zastosowanie w wielu gałęziach nauki i technologii (np. w badaniach radioimmunologicznych).

Zobacz też

• Geochemia izotopów

Niestabilny (mniej niż dzień): 8 C: Węgiel-8, 9 C: Węgiel-9, 10 C: Węgiel-10, 11 C: Węgiel-11

Stabilny: 12 C: węgiel-12, 13 C: węgiel-13

10-10 000 lat: 14 C: Węgiel-14

Niestabilny (krócej niż jeden dzień): 15 C: Węgiel-15, 16 C: Węgiel-16, 17 C: Węgiel-17, 18 C: Węgiel-18, 19 C: Węgiel-19, 20 C: Węgiel-20, 21 C: Węgiel-21, 22 C: Węgiel-22

Izotopy

IZOTOPY-S; pl.(izotop jednostkowy, -a; m.). [z greckiego isos – równy i topos – miejsce] Specjalista. Odmiany tego samego pierwiastka chemicznego, różniące się masą atomów. Izotopy radioaktywne. Izotopy uranu.

◁ Izotopowy, och, och. I. wskaźnik.

Historia badań
Pierwsze dane doświadczalne na temat istnienia izotopów uzyskano w latach 1906-10. przy badaniu właściwości przemian radioaktywnych atomów ciężkich pierwiastków. W latach 1906-07. Odkryto, że produkt rozpadu radioaktywnego uranu, jonu i produkt rozpadu radioaktywnego toru, radiotor, mają takie same właściwości chemiczne jak tor, ale różnią się od tego ostatniego masą atomową i charakterystyką rozpadu radioaktywnego. Co więcej: wszystkie trzy pierwiastki mają takie same widma optyczne i rentgenowskie. Za sugestią angielskiego naukowca F. Soddy'ego (cm. SODDIE Frederick), takie substancje zaczęto nazywać izotopami.
Po odkryciu izotopów w ciężkich pierwiastkach promieniotwórczych rozpoczęto poszukiwania izotopów w pierwiastkach stabilnych. Niezależne potwierdzenie istnienia stabilnych izotopów pierwiastków chemicznych uzyskano w doświadczeniach J. J. Thomsona (cm. THOMSON Józef Jan) i F. Astona (cm. ASTON Francis William). Thomson odkrył stabilne izotopy neonu w 1913 roku. Astona, który prowadził badania za pomocą zaprojektowanego przez siebie instrumentu zwanego spektrografem mas (lub spektrometrem mas), stosując metodę spektrometrii mas (cm. SPEKRTOMETRIA MASY), udowodniło, że wiele innych stabilnych pierwiastków chemicznych ma izotopy. W 1919 roku uzyskał dowód na istnienie dwóch izotopów 20 Ne i 22 Ne, których względna liczebność (obfitość) w przyrodzie wynosi około 91% i 9%. Następnie odkryto izotop 21 Ne z zawartością 0,26%, izotopy chloru, rtęci i wielu innych pierwiastków.
Spektrometr mas o nieco innej konstrukcji stworzył w tych samych latach A. J. Dempster (cm. DEMPSTER Arthur Jeffrey). W wyniku późniejszego wykorzystania i udoskonalenia spektrometrów mas, wysiłkiem wielu badaczy opracowano niemal kompletną tabelę składów izotopowych. W 1932 roku odkryto neutron – cząstkę bez ładunku, o masie zbliżonej do masy jądra atomu wodoru – proton i stworzono protonowo-neutronowy model jądra. W rezultacie nauka ustaliła ostateczną definicję pojęcia izotopów: izotopy to substancje, których jądra atomowe składają się z tej samej liczby protonów i różnią się jedynie liczbą neutronów w jądrze. Około roku 1940 przeprowadzono analizę izotopową wszystkich znanych wówczas pierwiastków chemicznych.
Podczas badań radioaktywności odkryto około 40 naturalnych substancji radioaktywnych. Pogrupowano je w rodziny radioaktywne, których przodkami są izotopy toru i uranu. Do naturalnych zaliczamy wszystkie stabilne odmiany atomów (jest ich około 280) oraz wszystkie naturalnie radioaktywne, należące do rodzin promieniotwórczych (jest ich 46). Wszystkie pozostałe izotopy powstają w wyniku reakcji jądrowych.
Po raz pierwszy w 1934 r. I. Curie (cm. JOLIO-CURIE Irena) i F. Joliot-Curie (cm. JOLIO-CURIE Frederic) sztucznie otrzymane radioaktywne izotopy azotu (13 N), krzemu (28 Si) i fosforu (30 P), które nie występują w przyrodzie. Dzięki tym eksperymentom wykazano możliwość syntezy nowych nuklidów promieniotwórczych. Spośród obecnie znanych sztucznych radioizotopów ponad 150 należy do pierwiastków transuranowych (cm. ELEMENTY TRANSURANOWE), nie spotykany na Ziemi. Teoretycznie przyjmuje się, że liczba możliwych do istnienia odmian izotopów może sięgać około 6000.

słownik encyklopedyczny. 2009 .

• separacja izotopów
• proces izotermiczny

Zobacz, jakie „izotopy” znajdują się w innych słownikach:

IZOTOPY Nowoczesna encyklopedia

Izotopy- (z miejsca iso... i greckiego toposu), odmiany pierwiastków chemicznych, w których jądra atomów (nuklidów) różnią się liczbą neutronów, ale zawierają tę samą liczbę protonów i dlatego zajmują to samo miejsce w układzie okresowym chemikaliów... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

IZOTOPY- (z miejsca iso... i greckiego toposu) odmiany pierwiastków chemicznych, w których jądra atomowe różnią się liczbą neutronów, ale zawierają tę samą liczbę protonów i dlatego zajmują to samo miejsce w układzie okresowym pierwiastków. Wyróżnić... ... Wielki słownik encyklopedyczny

IZOTOPY- IZOTOPY chemiczne. pierwiastki znajdujące się w tej samej komórce układu okresowego i dlatego mające tę samą liczbę atomową lub porządkową. W tym przypadku jony, ogólnie rzecz biorąc, nie powinny mieć tej samej masy atomowej. Różny… … Wielka encyklopedia medyczna

IZOTOPY- odmiany tej substancji chemicznej. pierwiastki różniące się masą jąder. Posiadając identyczne ładunki jąder Z, ale różniąc się liczbą neutronów, elektrony mają taką samą budowę powłok elektronowych, czyli bardzo zbliżoną chemicznie. St. Va i zajmują to samo... ... Encyklopedia fizyczna

izotopy- atomy tej samej substancji chemicznej. pierwiastek, którego jądra zawierają tę samą liczbę protonów, ale inną liczbę neutronów; mają różne masy atomowe, mają tę samą substancję chemiczną. właściwości, ale różnią się właściwościami fizycznymi. właściwości, w szczególności... Słownik mikrobiologii

IZOTOPY- atomy chemiczne pierwiastki, które mają różne liczby masowe, ale mają ten sam ładunek jąder atomowych i dlatego zajmują to samo miejsce w układzie okresowym Mendelejewa. Atomy różnych izotopów tej samej substancji chemicznej. elementy różnią się liczbą... ... Encyklopedia geologiczna

Izotopy- Izotopy to nuklidy mające tę samą liczbę atomową, ale różne masy atomowe (na przykład uran 235 i uran 238). Warunki energetyki jądrowej. Koncern Rosenergoatom, 2010 ... Warunki energetyki jądrowej

IZOTOPY- (z miejsca iso... i greckiego toposu), pierwiastki o tej samej liczbie atomowej, ale o różnej masie atomowej. Większość ważnych dla ekologii izotopów promieniotwórczych ma energie od 0,1 do 5 MeV (im wyższa energia izotopów promieniotwórczych, tym więcej ... Słownik ekologiczny

izotopy- Nuklidy o tej samej liczbie atomowej, ale różnych masach atomowych (na przykład uran 235 i uran 238). Tematy energia jądrowa ogólnie EN izotopy ... Przewodnik tłumacza technicznego

IZOTOPY- odmiany atomów danej substancji chemicznej. pierwiastek, którego jądra zawierają tę samą liczbę protonów, ale inną liczbę neutronów. I. mają różne atomy (patrz) i tę samą liczbę elektronów w powłoce atomowej, co określa ich bardzo bliskie fizyczne. chemia..... Wielka encyklopedia politechniczna

Cel: ukształtować wiedzę o atomie, umiejętność określenia wielkości ładunku jądrowego, liczby elektronów, protonów i neutronów, podać pojęcie „izotopów”, na podstawie którego wyjaśnić pojęcie „pierwiastka chemicznego”
Wymagania dotyczące poziomu przygotowania studenta:
Wiedzieć:
-nazwa i charakterystyka (ładunek, masa) cząstek elementarnych atomu
-stan cząstek elementarnych w atomie
- jakie cechy atomu zależą od liczby protonów i neutronów
-co stanie się z atomem, jeśli zmienimy liczbę neutronów i protonów
-Co to są izotopy i nuklidy
-dlaczego względna masa atomowa nie ma wartości całkowitej?
-dlaczego właściwości izotopów wodoru różnią się od właściwości izotopów innych pierwiastków
-nowoczesna definicja pojęcia „pierwiastek chemiczny”
Kluczowe terminy:
Pierwiastek chemiczny to zbiór atomów o identycznych ładunkach jądrowych
Izotopy-różne atomy pierwiastka chemicznego o tym samym ładunku jądrowym, ale różnych liczbach masowych
Nuklidy- zbiór atomów o określonych wartościach ładunku jądrowego Z (liczba protonów w jądrach) i liczbie masowej A (suma liczby protonów i neutronów w jądrach)
Oznaczenie izotopowe: po lewej stronie symbolu pierwiastka należy podać liczbę masową (na górze) i liczbę atomową pierwiastka (na dole)

Dlaczego izotopy mają różne masy? Izotopy mają różną masę ze względu na różną liczbę neutronów w ich jądrach.
W naturze pierwiastki chemiczne występują w postaci mieszanin izotopów.
Skład izotopowy tego samego pierwiastka chemicznego wyraża się w frakcje atomowe, które wskazują, jaką część liczby atomów danego izotopu stanowi całkowita liczba atomów wszystkich izotopów danego pierwiastka, przyjęta jako jeden czy 100%
Zadanie domowe: akapit 7, ćwiczenie 3

Elektrony. Budowa powłok elektronowych atomów pierwiastków chemicznych.
Cel: stworzyć wyobrażenie o powłoce elektronowej atomu i poziomach energii.
Rozważ strukturę elektronową elementów pierwszych trzech okresów.
Naucz się tworzyć elektroniczne formuły atomów. identyfikować pierwiastki za pomocą ich wzorów elektronicznych, określać skład atomu.
Podczas zajęć:
1) Moment organizacyjny
2)Sprawdzanie pracy domowej
3) Ankieta, powtórzenie poprzedniego tematu
1. Nazwij cząstki elementarne tworzące atom, scharakteryzuj ich ładunek i masę, napisz oznaczenia cząstek
2. Jakie cząstki elementarne tworzą jądro atomu? Co to jest ładunek jądrowy? Od czego to zależy?
3. Liczba elektronów w atomie sodu jest równa:
a)23
b)12
c)34
d)11
4) Atomy którego pierwiastka chemicznego zawierają 5 protonów, 6 neutronów, 5 elektronów?
a) węgiel
b) sód
c) bor
d) neon
4)Nowy temat:
Elektrony w atomach ułożone są w określonych warstwach – powłokach – i w określonej kolejności. Warstwy elektronowe powstają w powłoce elektronowej atomu. Nazywa się je poziomami energii. Maksymalną liczbę elektronów, jaka może znajdować się na danym poziomie energii, określa wzór:
N=2n^2
Gdzie N jest maksymalną liczbą elektronów na poziom.
n-liczba poziomu energii.
Ustalono, że pierwsza powłoka zawiera nie więcej niż dwa elektrony, druga - nie więcej niż osiem, trzecia - nie więcej niż 18, a czwarta - nie więcej niż -32. Liczba elektronów na zewnętrznym poziomie energii powłoki elektronowej atomu jest równa liczbie grup pierwiastków chemicznych głównych podgrup.
Elektron porusza się po orbicie i nie ma trajektorii.
Przestrzeń wokół jądra, w której najprawdopodobniej znajduje się dany elektron, nazywana jest orbitą elektronu lub chmurą elektronów.
Orbitale mogą mieć różne kształty, a ich liczba odpowiada numerowi poziomu, ale nie przekracza czterech. Pierwszy poziom energii ma jeden podpoziom (s), drugi ma dwa (s.p), trzeci ma trzy (s,p,d) itd. Elektrony różnych podpoziomów tego samego poziomu mają różne kształty chmury elektronów: kulistą (s), w kształcie hantli (p) i bardziej złożoną konfigurację. Naukowcy zgodzili się nazwać sferyczny orbital atomowy siedliskiem s. Jest on najbardziej stabilny i znajduje się dość blisko jądra.
Im większa energia elektronu w atomie, tym szybciej się on obraca, tym bardziej jego obszar przebywania ulega wydłużeniu i ostatecznie zamienia się w orbital p w kształcie hantli
Konsolidacja nowego materiału:
1) Narysuj budowę atomów następujących pierwiastków:
a) azot
b) fosfor
c) magnez
2) Porównaj budowę atomów
a) bor i fluor
b) tlen i siarka
Zadanie domowe: akapit 8, ćwiczenie 1,2

Układ okresowy pierwiastków chemicznych i budowa atomów.
Okresowe prawo pierwiastków chemicznych (nowoczesne sformułowanie): Właściwości pierwiastków chemicznych oraz powstających z nich substancji prostych i złożonych okresowo zależą od wartości ładunku jąder atomowych.
Układ okresowy jest graficznym wyrażeniem prawa okresowości.
Naturalny szereg pierwiastków chemicznych to szereg pierwiastków chemicznych zbudowanych zgodnie ze zwiększającą się liczbą protonów w jądrach ich atomów, czyli zgodnie ze wzrostem ładunków jąder tych atomów. Liczba atomowa pierwiastka tego szeregu jest równa liczbie protonów w jądrze dowolnego atomu tego pierwiastka.
Tablicę pierwiastków chemicznych buduje się poprzez „pocięcie naturalnego szeregu pierwiastków chemicznych na okresy (poziome rzędy tabeli) i połączenie w grupy (pionowe kolumny tabeli) pierwiastków o podobnych elektronowych strukturach atomowych.
W zależności od sposobu łączenia pierwiastków w grupy tabela może być długookresowa (elementy o tej samej liczbie i typie elektronów walencyjnych gromadzone są w grupach) i krótkookresowa (elementy o tej samej liczbie elektronów walencyjnych gromadzone są w grupach )
Grupy tabeli krótkookresowej są podzielone na podgrupy (główne i wtórne), pokrywające się z grupami tabeli długookresowej.
Wszystkie atomy pierwiastków tego samego okresu mają tę samą liczbę warstw elektronowych, równą liczbie okresu.
Liczba pierwiastków mieści się w przedziale: 2,8,8,18,18,32,32 Większość pierwiastków ósmego okresu otrzymano sztucznie, ostatnie pierwiastki tego okresu nie zostały jeszcze zsyntetyzowane. Wszystkie okresy z wyjątkiem pierwszego rozpoczynają się pierwiastkiem tworzącym metal alkaliczny (Li, Na, K itp.), a kończą pierwiastkiem tworzącym gaz szlachetny (He, Ne, Ar, Kr itp.)
W tabeli krótkiego okresu znajduje się osiem grup, z których każda jest podzielona na dwie podgrupy (główna i wtórna), w tabeli długiego okresu znajduje się szesnaście grup, które są ponumerowane cyframi rzymskimi literami A i B

Charakterystyka pierwiastków chemicznych naturalnie zmienia się w grupach i okresach.
W okresach (wraz ze wzrostem numeru seryjnego)
-zwiększa ładunek jądrowy
- zwiększa się liczba elektronów zewnętrznych
- promień atomów maleje
-wzrasta siła wiązania między elektronami a jądrem (energia jonizacji)
- wzrasta elektroujemność
-zwiększone są właściwości utleniające prostych substancji („niemetaliczność”)
-właściwości redukujące prostych substancji („metaliczność”) słabną

Zasadowy charakter wodorotlenków i odpowiednich tlenków ulega osłabieniu
-wzrasta kwasowy charakter wodorotlenków i odpowiadających im tlenków
W grupach (w miarę zwiększania się numeru seryjnego)
-zwiększa ładunek jądrowy
-promień atomów wzrasta
-siła wiązania między elektronami a rdzeniem maleje
- elektroujemność maleje
- osłabiają właściwości utleniające prostych substancji
-wzmacniają się właściwości redukujące prostych substancji
- wzrasta zasadowy charakter wodorotlenków i odpowiadających im tlenków
- osłabia kwasowy charakter wodorotlenków i odpowiednich tlenków
-zmniejsza się stabilność związków wodorowych
Praca domowa: akapit 8,9
kontrola 3,4,5 o. 53

Wiązanie jonowe
Cel: ułóż koncepcję wiązań chemicznych na przykładzie wiązania jonowego. Zrozumienie powstawania wiązań jonowych jako skrajnego przypadku wiązań polarnych. Stworzenie koncepcji o jednolitej naturze wiązań chemicznych w związkach oraz o jonach jako naładowanych cząstkach, pomiędzy którymi powstaje wiązanie.
Wiązanie jonowe to wiązanie chemiczne powstałe w wyniku oddziaływania elektrostatycznego pomiędzy jonami o ładunkach o przeciwnych znakach.
Wiązanie jonowe powstaje w wyniku całkowitego przeniesienia jednego lub większej liczby elektronów z jednego atomu na drugi.Ten rodzaj wiązania jest możliwy tylko pomiędzy atomami pierwiastków, których elektroujemność znacznie się różni. W tym przypadku elektron przechodzi z atomu o niższej elektroujemności do atomu o wyższej elektroujemności. Ten rodzaj wiązania chemicznego powstaje pomiędzy atomami metalu i niemetalu.
Na przykład elementy pierwszej i drugiej grupy głównych podgrup układu okresowego (metale) są bezpośrednio połączone z elementami szóstej i siódmej grupy głównych podgrup układu okresowego (niemetale)

Atom metalu oddając zewnętrzne elektrony zamienia się w jony dodatnie:

HM^0+(8-n)e--àHM^(8-n)-