Definiți conceptul de izotopi. Izotopi

Izotopii, în special izotopii radioactivi, au numeroase utilizări. În tabel 1.13 oferă exemple selectate ale unor aplicații industriale ale izotopilor. Fiecare tehnică menționată în acest tabel este utilizată și în alte industrii. De exemplu, tehnica de determinare a scurgerii unei substanțe folosind radioizotopi este utilizată: în producția de băuturi - pentru a determina scurgerile din rezervoarele de stocare și conducte; în construcţia de structuri inginereşti-Pentru

Tabelul 1.13. Unele utilizări ale radioizotopilor

O muscă tse-tse masculă sterilizată cu o sursă slabă de radiații radioactive este marcată pentru detectarea ulterioară (Burkina Faso). Această procedură face parte dintr-un experiment desfășurat pentru a studia musca tse-tse și pentru a stabili măsuri eficiente de control pentru a preveni apariția pe scară largă a tripanosomiazei (boala somnului). Musca tsetse poartă această boală și infectează oamenii, animalele domestice și animalele sălbatice. Boala somnului este extrem de frecventă în anumite părți ale Africii.

determinarea scurgerilor de la conductele de apă subterană; în industria energetică - pentru a determina scurgerile de la schimbătoarele de căldură din centralele electrice; în industria petrolului - pentru a determina scurgerile de la conductele de petrol subterane; în serviciul de control al apelor reziduale și de canalizare - pentru determinarea scurgerilor din canalizările principale.

Izotopii sunt, de asemenea, folosiți pe scară largă în cercetarea științifică. În special, ele sunt utilizate pentru a determina mecanismele reacțiilor chimice. Ca exemplu, subliniem utilizarea apei marcate cu izotopul stabil de oxigen 18O pentru a studia hidroliza esterilor precum acetatul de etil (vezi, de asemenea, Secțiunea 19.3). Folosind spectrometria de masă pentru a detecta izotopul 18O, s-a descoperit că în timpul hidrolizei, un atom de oxigen dintr-o moleculă de apă este transferat în acid acetic și nu în etanol.

Radioizotopii sunt utilizați pe scară largă ca atomi marcați în cercetarea biologică. Pentru a urmări căile metabolice * în sistemele vii, se folosesc radioizotopi carbon-14, tritiu, fosfor-32 și sulf-35. De exemplu, absorbția de fosfor de către plantele din solul tratat cu îngrășăminte poate fi monitorizată folosind îngrășăminte care conțin un amestec de fosfor-32.

Terapie cu radiatii. Radiațiile ionizante pot distruge țesutul viu.Țesuturile tumorale maligne sunt mai sensibile la radiații decât țesuturile sănătoase. Acest lucru face posibilă tratarea cancerului cu ajutorul razelor y emise dintr-o sursă, care utilizează izotopul radioactiv cobalt-60. Radiația este direcționată către zona corpului pacientului afectată de tumoră; Sedinta de tratament dureaza cateva minute si se repeta zilnic timp de 2-6 saptamani. În timpul ședinței, toate celelalte părți ale corpului pacientului trebuie acoperite cu grijă cu material impermeabil la radiații pentru a preveni distrugerea țesutului sănătos.

Determinarea vârstei probelor folosind radiocarbon. O mică parte din dioxidul de carbon care se află în atmosferă conține izotopul radioactiv „bC. Plantele absorb acest izotop în timpul fotosintezei. Prin urmare, țesuturile tuturor

* Metabolismul este totalitatea tuturor reacțiilor chimice care au loc în celulele organismelor vii. Ca rezultat al reacțiilor metabolice, nutrienții sunt transformați în energie utilă sau în componente celulare. Reacțiile metabolice apar de obicei în mai mulți pași simpli - etape. Secvența tuturor etapelor unei reacții metabolice se numește cale metabolică (mecanism).

Radioizotopii sunt utilizați pentru a monitoriza mecanismele de depunere a sedimentelor în estuare, porturi și docuri.

Utilizarea radioizotopilor pentru a obține o imagine fotografică a camerei de ardere a unui motor cu reacție la instalația de testare fără avarie de la aeroportul Heathrow din Londra. (Afișele scriu: Radiații. Stai departe.) Radioizotopii sunt utilizați pe scară largă în industrie pentru testarea nedaunătoare.

Țesuturile vii au un nivel constant de radioactivitate deoarece scăderea acestuia datorită dezintegrarii radioactive este compensată de aportul constant de radiocarbon din atmosferă. Cu toate acestea, de îndată ce are loc moartea unei plante sau a unui animal, fluxul de radiocarbon în țesuturile sale se oprește. Acest lucru duce la o scădere treptată a nivelului de radioactivitate în țesutul mort.

Datarea cu radiocarbon a dezvăluit că probele de cărbune de la Stonehenge au o vechime de aproximativ 4.000 de ani.

Metoda de geocronologie cu radiocarbon a fost dezvoltată în 1946 de către U.F. Libby, care a primit Premiul Nobel pentru Chimie pentru aceasta în 1960. Această metodă este acum utilizată pe scară largă de arheologi, antropologi și geologi pentru a data probe de până la 35.000 de ani. Precizia acestei metode este de aproximativ 300 de ani. Cele mai bune rezultate se obțin la determinarea vârstei lânii, semințelor, scoicilor și oaselor. Pentru a determina vârsta unei probe, activitatea de radiație p (numărul de descompunere pe minut) este măsurată la 1 g de carbon conținut în ea. Acest lucru vă permite să determinați vârsta probei utilizând curba de dezintegrare radioactivă pentru izotopul 14C.

Câți ani au Pământul și Luna?

Multe roci de pe Pământ și Lună conțin radioizotopi cu timpi de înjumătățire de ordinul 10-9-10-10 ani. Măsurând și comparând abundența relativă a acestor radioizotopi cu abundența relativă a produselor lor de descompunere în mostre de astfel de roci, se poate determina vârsta lor. Cele mai importante trei metode de geocronologie se bazează pe determinarea abundenței relative a izotopilor K (timp de înjumătățire 1,4-109 ani). „Rb (timp de înjumătățire 6 1O10 ani) și 2I29U (timp de înjumătățire 4,50-109 ani).

Metoda de datare cu potasiu și argon. Minerale precum mica și unii feldspați conțin cantități mici de radioizotop potasiu-40. Se descompune prin captarea electronilor și transformarea în argon-40:

Vârsta unei probe este determinată pe baza calculelor care utilizează date privind conținutul relativ de potasiu-40 din eșantion în comparație cu argon-40.

Metoda de datare pentru rubidiu și stronțiu. Unele dintre cele mai vechi roci de pe Pământ, cum ar fi granitele de pe coasta de vest a Groenlandei, conțin rubidiu. Aproximativ o treime din toți atomii de rubidiu sunt rubidiu-87 radioactiv. Acest radioizotop se descompune în izotopul stabil stronțiu-87. Calculele bazate pe utilizarea datelor privind conținutul relativ de izotopi de rubidiu și stronțiu din probe fac posibilă determinarea vârstei unor astfel de roci.

Metoda de datare folosind uraniu și plumb. Izotopii de uraniu se descompun în izotopi de plumb. Vârsta mineralelor precum apatita, care conțin impurități de uraniu, poate fi determinată prin compararea conținutului anumitor izotopi de uraniu și plumb din probele acestora.

Toate cele trei metode descrise au fost folosite pentru datarea rocilor terestre. Datele rezultate indică faptul că vârsta Pământului este de 4,6-109 ani. Aceste metode au fost folosite și pentru a determina vârsta rocilor lunare aduse pe Pământ din misiunile spațiale. Vârsta acestor rase variază de la 3,2 la 4,2 *10 9 ani.

fisiunea nucleară și fuziunea nucleară

Am menționat deja că valorile experimentale ale maselor izotopilor se dovedesc a fi mai mici decât valorile calculate ca sumă a maselor tuturor particulelor elementare incluse în nucleu. Diferența dintre masa atomică calculată și cea experimentală se numește defect de masă. Defectul de masă corespunde energiei necesare pentru a depăși forțele de respingere dintre particulele cu aceeași sarcină din nucleul atomic și pentru a le lega într-un singur nucleu; din acest motiv se numește energie de legare. Energia de legare poate fi calculată prin defectul de masă folosind ecuația Einstein

unde E este energia, m este masa și c este viteza luminii.

Energia de legare este de obicei exprimată în megaelectronvolți (1 MeV = 106 eV) per particulă subnucleară (nucleon). Un electronvolt este energia pe care o particulă cu o sarcină elementară unitară (egale în valoare absolută cu sarcina unui electron) o câștigă sau o pierde atunci când se deplasează între puncte cu o diferență de potențial electric de 1 V (1 MeV = 9,6 * 10 10 J /mol).

De exemplu, energia de legare per nucleon într-un nucleu de heliu este de aproximativ 7 MeV, iar într-un nucleu de clor-35 este de 8,5 MeV.

Cu cât energia de legare per nucleon este mai mare, cu atât stabilitatea nucleului este mai mare. În fig. Figura 1.33 arată dependența energiei de legare de numărul de masă al elementelor. Trebuie remarcat faptul că elementele cu un număr de masă apropiat de 60 sunt cele mai stabile. Aceste elemente includ 56Fe, 59Co, 59Ni și 64Cu. Elementele cu numere de masă mai mici pot, cel puțin din punct de vedere teoretic, să își mărească stabilitatea ca urmare a creșterii numărului lor de masă. În practică, totuși, pare posibilă creșterea numărului de masă doar a celor mai ușoare elemente, cum ar fi hidrogenul. (Heliul are o stabilitate anormal de mare; energia de legare a nucleonilor dintr-un nucleu de heliu nu se potrivește cu curba prezentată în Fig. 1.33.) Numărul de masă al unor astfel de elemente crește într-un proces numit fuziune nucleară (vezi mai jos).

Izotopii sunt varietăți ale oricărui element chimic care au greutăți atomice diferite. Diferiți izotopi ai oricărui element chimic au același număr de protoni în nucleu și același număr de electroni pe învelișul atomului, au același număr atomic și ocupă anumite locuri în tabelul lui D.I., caracteristic unui element chimic dat.

Diferența de greutate atomică dintre izotopi se explică prin faptul că nucleele atomilor lor conțin un număr diferit de neutroni.

Izotopi radioactivi- izotopi ai oricărui element din sistemul periodic al lui D.I Mendeleev, care au nuclee instabile și trec într-o stare stabilă prin dezintegrare radioactivă, însoțită de radiație (vezi). Pentru elementele cu numere atomice mai mari de 82, toți izotopii sunt radioactivi și se descompun prin descompunere alfa sau beta. Aceștia sunt așa-numiții izotopi radioactivi naturali, găsiți de obicei în natură. Atomii formați în timpul dezintegrarii acestor elemente, dacă au un număr atomic peste 82, suferă la rândul lor dezintegrare radioactivă, ai căror produse pot fi și radioactivi. Se dovedește a fi un lanț secvenţial sau o așa-numită familie de izotopi radioactivi.

Există trei familii radioactive naturale cunoscute, numite după primul element din familiile seriei, și actinouraniu (sau actiniu). Familia uraniului include (vezi) și (vezi). Ultimul element al fiecărei serii se transformă ca urmare a dezintegrarii într-unul dintre izotopii stabili cu numărul de serie 82. Pe lângă aceste familii, sunt cunoscuți anumiți izotopi radioactivi naturali ai elementelor cu numere de serie mai mici de 82. Acestea sunt potasiul-40 și unele altele. Dintre acestea, potasiul-40 este important, deoarece se găsește în orice organism viu.

Izotopii radioactivi ai tuturor elementelor chimice pot fi obținuți artificial. Aceștia sunt izotopi radioactivi artificial. Există mai multe modalități de a le obține. Izotopii radioactivi ai elementelor precum , iodul, bromul și altele, care ocupă locurile mijlocii în tabelul periodic, sunt produse ale fisiunii nucleului uraniului. Dintr-un amestec de astfel de produse obținute într-un reactor nuclear (vezi), aceștia sunt izolați folosind metode radiochimice și alte metode. Izotopii radioactivi ai aproape tuturor elementelor pot fi obținuți într-un accelerator de particule (qv) prin bombardarea anumitor atomi stabili cu protoni sau deutroni.

O metodă comună de producere a izotopilor radioactivi din izotopi stabili ai aceluiași element este iradierea acestora cu neutroni într-un reactor nuclear. Metoda se bazează pe așa-numita reacție de captare a radiațiilor. Dacă o substanță este iradiată cu neutroni, aceștia din urmă, neavând încărcătură, se pot apropia liber de nucleul unui atom și, parcă, se pot „lipi” de el, formând un nou nucleu al aceluiași element, dar cu un neutron în plus. În acest caz, o anumită cantitate de energie este eliberată sub formă (vezi), motiv pentru care procesul se numește captarea radiațiilor. Nucleii cu un exces de neutroni sunt instabili, deci izotopul rezultat este radioactiv. Cu rare excepții, izotopii radioactivi ai oricărui element pot fi obținuți în acest mod.

Când un izotop se descompune, se poate forma un izotop care este și radioactiv. De exemplu, stronțiul-90 se transformă în -90, bariul-140 în lantanul-140 etc.

Au fost obținute artificial elemente transuraniu necunoscute în natură cu un număr de serie mai mare de 92 (neptuniu, americiu, curiu etc.), toți izotopii fiind radioactivi. Una dintre ele dă naștere unei alte familii radioactive - familia neptuniumului.

În timpul funcționării reactoarelor și acceleratoarelor, în materialele și părțile acestor instalații și echipamentele din jur se formează izotopi radioactivi. Această „activitate indusă”, care persistă mai mult sau mai puțin îndelungată după ce instalațiile au încetat să funcționeze, reprezintă o sursă nedorită de radiații. Activitatea indusă apare și într-un organism viu expus la neutroni, de exemplu în timpul unui accident sau a unei explozii atomice.

Activitatea izotopilor radioactivi este măsurată în unități de curie (a se vedea „”) sau derivații săi - milicurie și microcurie.

Cantitatea de izotopi radioactivi este detectată și măsurată prin radiația acestora, folosind metoda obișnuită de măsurare a radioactivității (vezi Dozimetrie, radiații ionizante). Aceste metode fac posibilă măsurarea activității de ordinul a sutimii și miimilor de microcurie, ceea ce corespunde unei cantități de greutate a izotopului mai mică de o miliardime de miligram. Din aceasta este clar că un amestec nesemnificativ de izotopi radioactivi ai oricărui element la atomii săi stabili face posibilă detectarea cu ușurință a acestui element. Atomii săi devin astfel atomi etichetați. Semnul lor este radiația.

În ceea ce privește proprietățile chimice și fizico-chimice, izotopii radioactivi nu se deosebesc practic de elementele naturale; amestecul lor cu orice substanță nu își schimbă comportamentul într-un organism viu.

Este posibilă înlocuirea izotopilor stabili din diverși compuși chimici cu astfel de atomi marcați. Proprietățile acestora din urmă nu se vor schimba ca urmare, iar dacă sunt introduse în organism, se vor comporta ca substanțe obișnuite, neetichetate. Cu toate acestea, datorită radiațiilor, este ușor de detectat prezența lor în sânge, țesuturi, celule etc. Izotopii radioactivi din aceste substanțe servesc astfel ca indicatori, sau indicatori, ai distribuției și soartei substanțelor introduse în organism. De aceea se numesc „trasori radioactivi”. Mulți compuși anorganici și organici marcați cu diverși izotopi radioactivi au fost sintetizați pentru (vezi) și pentru diferite studii experimentale.

Mulți izotopi radioactivi (iod-131, fosfor-32, -198 etc.) sunt utilizați pentru radioterapie (vezi).

Izotopii radioactivi artificial (cobalt-60, cesiu-137 și alții, care sunt emițători gamma) au înlocuit complet radiul, care a fost folosit anterior ca sursă de radiații (vezi) în scopuri medicale și tehnice. Vezi și articole despre numele elementelor.

· Izotopi· Isobare · Timp de înjumătățire · Număr de masă · Reacție nucleară în lanț

Terminologie

Istoria descoperirii izotopilor

Prima dovadă că substanțele având același comportament chimic pot avea proprietăți fizice diferite a fost obținută prin studierea transformărilor radioactive ale atomilor elementelor grele. În 1906-07, s-a dovedit că produsul dezintegrarii radioactive a uraniului - ioniu și produsul dezintegrarii radioactive a toriului - radiotoriul, au aceleași proprietăți chimice ca și toriul, dar diferă de acesta prin masa atomică și caracteristicile dezintegrarii radioactive. S-a descoperit ulterior că toate cele trei produse aveau spectre optice și de raze X identice. Astfel de substanțe, identice ca proprietăți chimice, dar diferite în ceea ce privește masa atomilor și unele proprietăți fizice, la sugestia savantului englez F. Soddy, au început să fie numite izotopi.

Izotopi în natură

Se crede că compoziția izotopică a elementelor de pe Pământ este aceeași în toate materialele. Unele procese fizice din natură duc la perturbarea compoziției izotopice a elementelor (naturale fracționare izotopii caracteristici elementelor ușoare, precum și deplasările izotopilor în timpul dezintegrarii izotopilor naturali cu viață lungă). Acumularea treptată a nucleelor ​​în minerale - produsele de descompunere a unor nuclizi cu viață lungă - este utilizată în geocronologia nucleară.

Utilizări umane ale izotopilor

În activitățile tehnologice, oamenii au învățat să schimbe compoziția izotopică a elementelor pentru a obține orice proprietăți specifice ale materialelor. De exemplu, 235 U este capabil de o reacție în lanț de fisiune prin neutroni termici și poate fi folosit ca combustibil pentru reactoare nucleare sau pentru arme nucleare. Cu toate acestea, uraniul natural conține doar 0,72% din acest nuclid, în timp ce o reacție în lanț este practic fezabilă doar cu un conținut de 235U de cel puțin 3%. Datorită asemănării proprietăților fizice și chimice ale izotopilor elementelor grele, procedura de îmbogățire cu izotopi a uraniului este o sarcină tehnologică extrem de complexă, care este accesibilă doar pentru o duzină de țări din lume. Etichetele izotopice sunt utilizate în multe ramuri ale științei și tehnologiei (de exemplu, în testele radioimuno).

Vezi si

• Geochimia izotopilor

Instabil (mai puțin de o zi): 8 C: Carbon-8, 9 C: Carbon-9, 10 C: Carbon-10, 11 C: Carbon-11

Grajd: 12 C: Carbon-12, 13 C: Carbon-13

10-10.000 de ani: 14 C: Carbon-14

Instabil (mai puțin de o zi): 15 C: Carbon-15, 16 C: Carbon-16, 17 C: Carbon-17, 18 C: Carbon-18, 19 C: Carbon-19, 20 C: Carbon-20, 21 C: Carbon-21, 22 C: Carbon-22

Izotopi

IZOTOPI-s; pl.(izotop unitar, -a; m.). [din greacă isos - egal și topos - loc] Specialist. Varietăți ale aceluiași element chimic, care diferă în masa atomilor. Izotopi radioactivi. Izotopi ai uraniului.

◁ Izotopic, oh, oh. I. indicator.

Istoria cercetării
Primele date experimentale despre existența izotopilor au fost obținute în 1906-10. la studierea proprietăţilor transformărilor radioactive ale atomilor elementelor grele. În 1906-07. S-a descoperit că produsul de descompunere radioactiv al uraniului, ioniul, și produsul de descompunere radioactiv al toriului, radiotoriul, au aceleași proprietăți chimice ca și toriul, dar diferă de acesta din urmă prin masa atomică și caracteristicile de descompunere radioactivă. În plus: toate cele trei elemente au aceleași spectre optice și de raze X. La sugestia savantului englez F. Soddy (cm. SODDY Frederick), astfel de substanțe au început să fie numite izotopi.
După ce au fost descoperiți izotopi în elementele radioactive grele, a început căutarea izotopilor în elementele stabile. Confirmarea independentă a existenței izotopilor stabili ai elementelor chimice a fost obținută în experimentele lui J. J. Thomson (cm. THOMSON Joseph John)şi F. Aston (cm. ASTON Francis William). Thomson a descoperit izotopi stabili ai neonului în 1913. Aston, care a efectuat cercetări folosind un instrument pe care l-a proiectat numit spectrograf de masă (sau spectrometru de masă), folosind metoda spectrometriei de masă (cm. SPECTROMETRIE DE MASA), a demonstrat că multe alte elemente chimice stabile au izotopi. În 1919, a obținut dovezi ale existenței a doi izotopi 20 Ne și 22 Ne, a căror abundență relativă (abundență) în natură este de aproximativ 91% și 9%. Ulterior, a fost descoperit izotopul 21 Ne cu o abundență de 0,26%, izotopi de clor, mercur și o serie de alte elemente.
Un spectrometru de masă cu un design ușor diferit a fost creat în aceiași ani de către A. J. Dempster (cm. DEMPSTER Arthur Jeffrey). Ca urmare a utilizării și îmbunătățirii ulterioare a spectrometrelor de masă, un tabel aproape complet de compoziții izotopice a fost întocmit prin eforturile multor cercetători. În 1932, a fost descoperit un neutron - o particulă fără sarcină, cu o masă apropiată de masa nucleului unui atom de hidrogen - un proton și a fost creat un model proton-neutron al nucleului. Drept urmare, știința a stabilit definiția finală a conceptului de izotopi: izotopii sunt substanțe ale căror nuclee atomice sunt formate din același număr de protoni și diferă doar prin numărul de neutroni din nucleu. În jurul anului 1940, s-au efectuat analize izotopice pentru toate elementele chimice cunoscute la acea vreme.
În timpul studiului radioactivității au fost descoperite aproximativ 40 de substanțe radioactive naturale. Au fost grupați în familii radioactive, ai căror strămoși sunt izotopi ai toriului și uraniului. Cele naturali includ toate varietățile stabile de atomi (aproximativ 280 dintre ele) și toți cei radioactivi în mod natural care fac parte din familiile radioactive (46 dintre ei). Toți ceilalți izotopi sunt obținuți ca rezultat al reacțiilor nucleare.
Pentru prima dată în 1934 I. Curie (cm. JOLIO-CURIE Irene)şi F. Joliot-Curie (cm. JOLIO-CURIE Frederic) izotopi radioactivi obținuți artificial de azot (13 N), siliciu (28 Si) și fosfor (30 P), care sunt absenți în natură. Cu aceste experimente au demonstrat posibilitatea sintetizării de noi nuclizi radioactivi. Dintre radioizotopii artificiali cunoscuți în prezent, mai mult de 150 aparțin elementelor transuraniului (cm. ELEMENTE TRANSURAN), care nu se găsește pe Pământ. Teoretic, se presupune că numărul de soiuri de izotopi capabili să existe poate ajunge la aproximativ 6000.

Dicţionar enciclopedic. 2009 .

• separarea izotopilor
• proces izotermic

Vedeți ce sunt „izotopi” în alte dicționare:

IZOTOPI Enciclopedie modernă

Izotopi- (din izo... și greacă topos place), varietati de elemente chimice în care nucleele atomilor (nuclizilor) diferă ca număr de neutroni, dar conțin același număr de protoni și deci ocupă același loc în tabelul periodic. de chimicale... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

IZOTOPI- (din iso... și greacă topos place) varietati de elemente chimice în care nucleele atomice diferă ca număr de neutroni, dar conțin același număr de protoni și deci ocupă același loc în tabelul periodic al elementelor. Distinge...... Dicţionar enciclopedic mare

IZOTOPI- IZOTOPI, chimici. elemente situate în aceeași celulă a tabelului periodic și deci având același număr atomic sau număr ordinal. În acest caz, ionii nu ar trebui, în general, să aibă aceeași greutate atomică. Variat… … Marea Enciclopedie Medicală

IZOTOPI- varietăți ale acestei substanțe chimice. elemente care diferă prin masa nucleelor ​​lor. Deținând sarcini identice ale nucleelor ​​Z, dar diferiți prin numărul de neutroni, electronii au aceeași structură a învelișurilor de electroni, adică substanțe chimice foarte apropiate. Sf. Va, și ocupă același lucru... ... Enciclopedie fizică

izotopi- atomi ai aceleiași substanțe chimice. un element ale cărui nuclee conțin același număr de protoni, dar un număr diferit de neutroni; au mase atomice diferite, au aceeasi substanta chimica. proprietăți, dar diferă în proprietățile lor fizice. proprietăți, în special... Dicţionar de microbiologie

IZOTOPI- atomi chimici elemente care au numere de masă diferite, dar au aceeași sarcină de nuclee atomice și, prin urmare, ocupă același loc în tabelul periodic al lui Mendeleev. Atomi ai diferiților izotopi ai aceleiași substanțe chimice. elementele difera ca numar...... Enciclopedie geologică

Izotopi- Izotopii sunt nuclizi care au același număr atomic, dar mase atomice diferite (de exemplu, uraniu 235 și uraniu 238). Termenii energiei nucleare. Rosenergoatom Concern, 2010... Termenii energiei nucleare

IZOTOPI- (din iso... si greaca topos place), elemente cu acelasi numar atomic, dar cu masa atomica diferita. Majoritatea izotopilor radioactivi importanți pentru ecologie au energii de la 0,1 la 5 MeV (cu cât energia izotopilor radioactivi este mai mare, cu atât mai mult... Dicționar ecologic

izotopi- Nuclizi care au același număr atomic, dar mase atomice diferite (de exemplu, uraniu 235 și uraniu 238). Subiecte energia nucleară în general EN izotopi... Ghidul tehnic al traducătorului

IZOTOPI- varietăți de atomi ai unei substanțe chimice date. un element ale cărui nuclee conțin același număr de protoni dar un număr diferit de neutroni. I. au atomic diferit (vezi) și același număr de electroni în învelișul atomic, ceea ce le determină fizic foarte apropiat. chimie..... Marea Enciclopedie Politehnică

Ţintă: pentru a forma cunoașterea atomului, capacitatea de a determina mărimea sarcinii nucleare, numărul de electroni, protoni și neutroni, pentru a da conceptul de „izotopi”, pe baza căruia să clarifice conceptul de „element chimic”
Cerințe pentru nivelul de pregătire a elevului:
Știi:
-denumirea si caracteristicile (sarcina, masa) particulelor elementare ale atomului
-starea particulelor elementare dintr-un atom
-ce caracteristici ale unui atom depind de numarul de protoni si neutroni
-ce se întâmplă cu un atom dacă schimbi numărul de neutroni și protoni
-Ce sunt izotopii și nuclizii
-de ce masa atomică relativă nu are o valoare întreagă?
-de ce proprietățile izotopilor de hidrogen sunt diferite în contrast cu izotopii altor elemente
-definiția modernă a conceptului de „element chimic”
Termeni cheie:
Element chimic este o colecție de atomi cu sarcini nucleare identice
Izotopi-varietăți de atomi ai unui element chimic cu aceeași sarcină nucleară, dar numere de masă diferite
Nuclizi- un set de atomi cu anumite valori ale sarcinii nucleare Z (numărul de protoni din nuclee) și numărul de masă A (suma numerelor de protoni și neutroni din nuclee)
Desemnare izotopică: în stânga simbolului elementului indicați numărul de masă (sus) și numărul atomic al elementului (jos)

De ce izotopii au mase diferite? Izotopii au mase diferite datorită numărului diferit de neutroni din nucleele lor.
În natură, elementele chimice există sub formă de amestecuri de izotopi.
Compoziția izotopică a aceluiași element chimic este exprimată în fracții atomice, care indică ce parte reprezintă numărul de atomi ai unui izotop dat din numărul total de atomi ai tuturor izotopilor unui element dat, luați ca unul sau 100%
Tema pentru acasă: paragraful 7, exercițiul 3

Electronii. Structura învelișurilor electronice ale atomilor elementelor chimice.
Ţintă: formați o idee despre învelișul de electroni a unui atom și nivelurile de energie.
Luați în considerare structura electronică a elementelor primelor trei perioade.
Învață să compui formule electronice ale atomilor. identifica elementele prin formulele lor electronice, determina compoziția unui atom.
În timpul orelor:
1) Moment organizatoric
2) Verificarea temelor
3) Sondaj, repetarea subiectului anterior
1. Numiți particulele elementare care formează un atom, caracterizați sarcina și masa acestora, scrieți denumirile particulelor
2. Ce particule elementare formează nucleul unui atom? Care este sarcina nucleară? De ce depinde?
3. Numărul de electroni dintr-un atom de sodiu este egal cu:
a)23
b)12
c)34
d)11
4) Atomii căror element chimic conţin 5 protoni, 6 neutroni, 5 electroni?
a) carbon
b) sodiu
c) bor
d) neon
4) Subiect nou:
Electronii din atomi sunt aranjați în anumite straturi - învelișuri - și într-o anumită ordine. Straturile electronice se formează în învelișul de electroni a atomului. Ele se numesc niveluri de energie. Numărul maxim de electroni care pot fi la un anumit nivel de energie este determinat de formula:
N=2n^2
Unde N este numărul maxim de electroni pe nivel.
n-număr de nivel de energie.
S-a stabilit că primul înveliș nu conține mai mult de doi electroni, al doilea - nu mai mult de opt, al treilea - nu mai mult de 18, iar al patrulea - nu mai mult de -32. Numărul de electroni din nivelul energetic exterior al învelișului de electroni a unui atom este egal cu numărul de grup pentru elementele chimice ale subgrupurilor principale.
Un electron se mișcă într-un orbital și nu are traiectorie.
Spațiul din jurul nucleului unde este cel mai probabil să se găsească un anumit electron se numește orbital sau nor de electroni al electronului.
Orbitalii pot avea forme diferite, iar numărul lor corespunde numărului de nivel, dar nu depășește patru. Primul nivel de energie are un subnivel (s), al doilea are două (s.p), al treilea are trei (s,p,d), etc. Electronii de diferite subnivele ale aceluiași nivel au forme diferite ale norului de electroni: sferici (s), în formă de gantere (p) și o configurație mai complexă. Oamenii de știință au convenit să numească orbital atomic sferic habitatul s. Este cel mai stabil și este situat destul de aproape de nucleu.
Cu cât energia unui electron într-un atom este mai mare, cu atât se rotește mai repede, cu atât aria sa de reședință devine mai alungită și, în cele din urmă, se transformă într-un orbital p în formă de gantere.
Consolidarea materialului nou:
1) Desenați structura atomilor următoarelor elemente:
a) azot
b) fosfor
c) magneziu
2) Comparați structura atomilor
a) bor și fluor
b) oxigen şi sulf
Tema pentru acasă: paragraful 8, exercițiul 1,2

Tabelul periodic al elementelor chimice și structura atomilor.
Legea periodică a elementelor chimice (formulare modernă): Proprietățile elementelor chimice, precum și substanțele simple și complexe formate de acestea, depind periodic de valoarea încărcăturii nucleelor ​​atomice.
Sistemul periodic este o expresie grafică a legii periodice.
Seria naturală de elemente chimice este o serie de elemente chimice construite în funcție de creșterea numărului de protoni din nucleele atomilor lor sau, ceea ce este la fel, în funcție de sarcinile crescânde ale nucleelor ​​acestor atomi. Numărul atomic al unui element din această serie este egal cu numărul de protoni din nucleul oricărui atom al acestui element.
Un tabel de elemente chimice este construit prin „taierea seriei naturale de elemente chimice în perioade (rânduri orizontale ale tabelului) și combinând în grupuri (coloane verticale ale tabelului) elemente cu structuri atomice electronice similare.
În funcție de metoda de combinare a elementelor în grupuri, tabelul poate fi cu perioadă lungă (elementele cu același număr și tip de electroni de valență sunt colectate în grupuri) și cu perioadă scurtă (elementele cu același număr de electroni de valență sunt colectate în grupuri). )
Grupurile din tabelul cu perioade scurte sunt împărțite în subgrupe (principale și secundare), care coincid cu grupurile din tabelul cu perioade lungi.
Toți atomii elementelor din aceeași perioadă au același număr de straturi de electroni, egal cu numărul perioadei.
Numărul de elemente este în intervalul: 2,8,8,18,18,32,32 Majoritatea elementelor din perioada a opta au fost obținute artificial, ultimele elemente din această perioadă nefiind încă sintetizate. Toate perioadele, cu excepția primei, încep cu un element care formează un metal alcalin (Li, Na, K etc.) și se termină cu un element care formează un gaz nobil (He, Ne, Ar, Kr etc.)
În tabelul cu perioade scurte există opt grupuri, fiecare dintre ele împărțit în două subgrupe (principal și secundar), în tabelul cu perioade lungi există șaisprezece grupuri, care sunt numerotate cu cifre romane cu literele A și B.

Caracteristicile elementelor chimice se schimbă în mod natural în grupuri și perioade.
În perioade (cu numărul de serie din ce în ce mai mare)
-creste sarcina nucleara
-numarul de electroni exteriori creste
-raza atomilor scade
- creste puterea legaturii dintre electroni si nucleu (energie de ionizare)
- creste electronegativitatea
-proprietățile oxidante ale substanțelor simple sunt îmbunătățite („non-metalicitatea”)
-proprietățile reducătoare ale substanțelor simple (“metalicitatea”) slăbesc

Caracterul de bază al hidroxizilor și al oxizilor corespunzători este slăbit
-creşte natura acidă a hidroxizilor şi a oxizilor corespunzători
În grupuri (cu numărul de serie din ce în ce mai mare)
-creste sarcina nucleara
-raza atomilor creste
-forța legăturii dintre electroni și miez scade
- electronegativitatea scade
- slăbesc proprietățile oxidative ale substanțelor simple
-sunt sporite proprietatile reducatoare ale substantelor simple
-caracterul de bază al hidroxizilor şi al oxizilor corespunzători creşte
- slăbește caracterul acid al hidroxizilor și al oxizilor corespunzători
-scade stabilitatea compusilor cu hidrogen
Tema pentru acasă: paragraful 8,9
control 3,4,5 st 53

Legătură ionică
Ţintă: formați un concept de legături chimice folosind exemplul unei legături ionice. Pentru a realiza o înțelegere a formării legăturilor ionice ca un caz extrem al celor polare. Pentru a forma un concept despre natura unificată a legăturilor chimice din compuși și despre ionii ca particule încărcate între care apare o legătură.
O legătură ionică este o legătură chimică formată ca urmare a interacțiunii electrostatice dintre ionii cu sarcini de semn opus.
O legătură ionică se formează ca urmare a transferului complet al unuia sau mai multor electroni de la un atom la altul. Acest tip de legătură este posibil doar între atomi de elemente a căror electronegativitate diferă semnificativ. În acest caz, un electron trece de la un atom cu electronegativitate mai mică la un atom cu electronegativitate mai mare. Acest tip de legătură chimică se formează între atomi metalici și nemetalici.
De exemplu, elementele din primul și al doilea grup ale subgrupurilor principale ale sistemului periodic (metale) sunt combinate direct cu elemente ale grupurilor a șasea și a șaptea ale principalelor subgrupuri ale sistemului periodic (nemetale)

Un atom de metal, renunțând la electroni externi, se transformă în ioni pozitivi:

HM^0+(8-n)e--àHM^(8-n)-