Z czego składa się jądro atomowe? Siły Nuklearne – Hipermarket Wiedzy

DEFINICJA

Atom składa się z dodatnio naładowanego jądra, wewnątrz którego znajdują się protony i neutrony, a wokół niego krążą po orbitach elektrony. Jądro atomowe znajduje się w centrum i prawie cała jego masa jest w nim skupiona.

Ilość ładunku w jądrze atomu określa pierwiastek chemiczny, do którego należy ten atom.

Istnienie jądra atomowego zostało udowodnione w 1911 roku przez E. Rutherforda i opisane w pracy pt. „The Scattering of α i β Rays and the Structure of the Atom”. Następnie różni naukowcy wysunęli liczne teorie budowy jądra atomowego (teoria kropli (N. Bohr), teoria powłok, teoria skupień, teoria optyczna itp.).

Budowa elektronowa jądra atomowego

Według współczesnych koncepcji jądro atomowe składa się z dodatnio naładowanych protonów i obojętnych neutronów, które razem nazywane są nukleonami. Są utrzymywane w rdzeniu dzięki silnym interakcjom.

Liczbę protonów w jądrze nazywa się liczbą ładunku (Z). Można go określić za pomocą układu okresowego D.I. Mendelejewa - jest on równy numerowi seryjnemu pierwiastka chemicznego, do którego należy atom.

Liczbę neutronów w jądrze nazywa się liczbą izotopową (N). Całkowita liczba nukleonów w jądrze nazywana jest liczbą masową (M) i jest równa względnej masie atomowej atomu pierwiastka chemicznego, wskazanej w układzie okresowym D. I. Mendelejewa.

Jądra o tej samej liczbie neutronów, ale różnej liczbie protonów nazywane są izotonami. Jeśli jądro ma taką samą liczbę protonów, ale różne neutrony - izotopy. W przypadku, gdy liczby masowe są równe, ale skład nukleonów jest inny - izobary.

Jądro atomu może znajdować się w stanie stabilnym (podstawowym) i w stanie wzbudzonym.

Rozważmy budowę jądra atomu na przykładzie pierwiastka chemicznego tlenu. Tlen ma numer seryjny 8 w układzie okresowym D.I. Mendelejewa i względną masę atomową 16 amu. Oznacza to, że jądro atomu tlenu ma ładunek równy (+8). Jądro zawiera 8 protonów i 8 neutronów (Z=8, N=8, M=16), a 8 elektronów porusza się po 2 orbitach wokół jądra (rys. 1).

Ryż. 1. Schematyczne przedstawienie budowy atomu tlenu.

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1

PRZYKŁAD 2

Jądro atomowe
Jądro atomowe

Jądro atomowe - centralna i bardzo zwarta część atomu, w której skoncentrowana jest prawie cała jego masa i cały dodatni ładunek elektryczny. Jądro, utrzymując blisko siebie elektrony siłami Coulomba w ilości kompensującej jego ładunek dodatni, tworzy atom obojętny. Większość jąder ma kształt zbliżony do kulistego i średnicę ≈ 10 -12 cm, czyli o cztery rzędy wielkości mniejszą od średnicy atomu (10 -8 cm). Gęstość substancji w rdzeniu wynosi około 230 milionów ton/cm 3 .
Jądro atomowe zostało odkryte w 1911 roku w wyniku serii eksperymentów z rozpraszaniem cząstek alfa przez cienkie folie złota i platyny, przeprowadzonych w Cambridge (Anglia) pod kierunkiem E. Rutherforda. W 1932 roku, po odkryciu tam neutronu przez J. Chadwicka, stało się jasne, że jądro składa się z protonów i neutronów
(V. Heisenberg, D.D. Iwanenko, E. Majorana).
Do oznaczenia jądra atomowego używa się symbolu pierwiastka chemicznego atomu, który zawiera jądro, przy czym lewy górny indeks tego symbolu pokazuje liczbę nukleonów (liczbę masową) w tym jądrze, a dolny lewy indeks pokazuje liczba znajdujących się w nim protonów. Na przykład oznacza się jądro niklu zawierające 58 nukleonów, z czego 28 to protony. Ten sam rdzeń można również oznaczyć jako 58 Ni lub nikiel-58.

Jądro to układ gęsto upakowanych protonów i neutronów poruszających się z prędkością 10 9 -10 10 cm/s utrzymywanych przez potężne siły jądrowe o krótkim zasięgu wzajemnego przyciągania (ich obszar działania ogranicza się do odległości ≈ 10-13 cm). Protony i neutrony mają rozmiar około 10-13 cm i są uważane za dwa różne stany pojedynczej cząstki zwanej nukleonem. Promień jądra można w przybliżeniu oszacować ze wzoru R ≈ (1,0-1,1)·10 -13 A 1/3 cm, gdzie A jest liczbą nukleonów (ogólną liczbą protonów i neutronów) w jądrze. Na ryc. Rycina 1 pokazuje, jak zmienia się gęstość materii (w jednostkach 10,14 g/cm 3) wewnątrz jądra niklu, składającego się z 28 protonów i 30 neutronów, w zależności od odległości r (w jednostkach 10 -13 cm) od środka jądra.
Interakcja jądrowa (interakcja między nukleonami w jądrze) zachodzi w wyniku wymiany mezonów przez nukleony. Ta interakcja jest przejawem bardziej fundamentalnego, silnego oddziaływania pomiędzy kwarkami tworzącymi nukleony i mezony (w taki sam sposób, w jaki siły wiązań chemicznych w cząsteczkach są przejawem bardziej podstawowych sił elektromagnetycznych).
Świat jąder jest bardzo różnorodny. Znanych jest około 3000 jąder, różniących się między sobą liczbą protonów, liczbą neutronów lub jednym i drugim. Większość z nich pozyskiwana jest sztucznie.
Tylko 264 rdzenie są stabilne, tj. nie ulegają samoistnym przemianom w czasie, zwanym rozpadami. Reszta doświadcza różnych form rozpadu - rozpadu alfa (emisja cząstki alfa, czyli jądra atomu helu); rozpad beta (jednoczesna emisja elektronu i antyneutrina lub pozytonu i neutrina oraz absorpcja elektronu atomowego z emisją neutrina); rozpad gamma (emisja fotonów) i inne.
Różne typy jąder są często nazywane nuklidami. Nuklidy o tej samej liczbie protonów i różnej liczbie neutronów nazywane są izotopami. Nuklidy o tej samej liczbie nukleonów, ale różnych protonach i neutronach nazywane są izobarami. Jądra lekkie zawierają w przybliżeniu taką samą liczbę protonów i neutronów. W ciężkich jądrach liczba neutronów jest około 1,5 razy większa niż liczba protonów. Najlżejszym jądrem jest jądro atomu wodoru, składające się z jednego protonu. Najcięższe znane jądra (otrzymywane sztucznie) mają liczbę nukleonów ≈290. Spośród nich 116–118 to protony.
Różne kombinacje liczby protonów Z i neutronów odpowiadają różnym jądrom atomowym. Jądra atomowe istnieją (tj. ich czas życia t > 10 -23 s) w dość wąskim zakresie zmian liczb Z i N. Ponadto wszystkie jądra atomowe dzielą się na dwie duże grupy - stabilne i radioaktywne (niestabilne). Jądra stabilne grupują się w pobliżu linii stabilności, którą wyznacza równanie

Na ryc. Rysunek 2 przedstawia diagram NZ jąder atomowych. Czarne kropki wskazują stabilne jądra. Obszar, w którym znajdują się stabilne jądra, nazywany jest zwykle doliną stabilności. Po lewej stronie jąder stabilnych znajdują się jądra przeciążone protonami (jądra bogate w protony), po prawej jądra przeciążone neutronami (jądra bogate w neutrony). Obecnie odkryte jądra atomowe są wyróżnione kolorem. Jest ich około 3,5 tys. Uważa się, że w sumie powinno ich być 7 – 7,5 tys. Jądra bogate w protony (kolor malinowy) są radioaktywne i przekształcają się w stabilne głównie w wyniku rozpadów β +; zawarty w jądrze proton ulega przemianie w neutron. Jądra bogate w neutrony (kolor niebieski) są również radioaktywne i stają się stabilne w wyniku - - rozpadów, podczas których następuje przemiana neutronu jądra w proton.
Najcięższe stabilne izotopy to ołów (Z = 82) i bizmut (Z = 83). Jądra ciężkie wraz z procesami rozpadu β + i β - ulegają również rozpadowi α (żółty) i spontanicznemu rozszczepieniu, które stają się ich głównymi kanałami rozpadu. Linia przerywana na ryc. 2 zarysowuje obszar możliwego istnienia jąder atomowych. Linia B p = 0 (B p to energia separacji protonów) ogranicza obszar istnienia jąder atomowych po lewej stronie (linia kropli protonów). Linia B n = 0 (B n – energia separacji neutronów) – po prawej stronie (linia kroplowa neutronów). Poza tymi granicami jądra atomowe nie mogą istnieć, gdyż ulegają rozpadowi w charakterystycznym czasie jądrowym (~10 -23 – 10 -22 s) wraz z emisją nukleonów.
Kiedy dwa lekkie jądra łączą się (synteza) i dzielą ciężkie jądro na dwa lżejsze fragmenty, uwalniane są duże ilości energii. Te dwie metody pozyskiwania energii są najskuteczniejsze ze wszystkich znanych. Zatem 1 gram paliwa jądrowego odpowiada 10 tonom paliwa chemicznego. Źródłem energii dla gwiazd jest synteza jądrowa (reakcje termojądrowe). Niekontrolowana (wybuchowa) fuzja ma miejsce w przypadku detonacji bomby termojądrowej (tzw. „wodorowej”). Kontrolowana (powolna) fuzja stanowi podstawę opracowywanego obiecującego źródła energii – reaktora termojądrowego.
Niekontrolowane (wybuchowe) rozszczepienie ma miejsce, gdy wybucha bomba atomowa. Kontrolowane rozszczepienie odbywa się w reaktorach jądrowych, które są źródłem energii w elektrowniach jądrowych.
Do teoretycznego opisu jąder atomowych wykorzystuje się mechanikę kwantową i różne modele.
Jądro może zachowywać się zarówno jak gaz (gaz kwantowy), jak i ciecz (ciecz kwantowa). Zimna ciecz jądrowa ma właściwości nadciekłe. W silnie nagrzanym jądrze nukleony rozpadają się na składowe kwarki. Kwarki te oddziałują poprzez wymianę gluonów. W wyniku tego rozpadu zbiór nukleonów wewnątrz jądra zamienia się w nowy stan materii - plazmę kwarkowo-gluonową

Na przełomie XIX i XX w. fizycy udowodnili, że atom jest cząstką złożoną i składa się z cząstek prostszych (elementarnych). Odkryto:

· promienie katodowe (angielski fizyk J. J. Thomson, 1897), których cząstki nazywane są elektronami e - (przenoszą pojedynczy ładunek ujemny);

· promieniotwórczość naturalna pierwiastków (naukowcy francuscy - radiochemicy A. Becquerel i M. Skłodowska-Curie, fizyk Pierre Curie, 1896) i istnienie cząstek α ​​(jądra helu 4 He 2 +);

· obecność dodatnio naładowanego jądra w centrum atomu (angielski fizyk i radiochemik E. Rutherford, 1911);

· sztuczna przemiana jednego pierwiastka w drugi, np. azot w tlen (E. Rutherford, 1919). Z jądra atomu jednego pierwiastka (azotu - w doświadczeniu Rutherforda) po zderzeniu z cząstką α powstało jądro atomu innego pierwiastka (tlenu) oraz nowa cząstka, niosąca jednostkowy ładunek dodatni i zwana proton (p +, jądro 1H)

· obecność w jądrze atomu cząstek elektrycznie obojętnych – neutronów n 0 (Angielski fizyk J. Chadwick, 1932). W wyniku badań stwierdzono, że atom każdego pierwiastka (z wyjątkiem 1H) zawiera protony, neutrony i elektrony, przy czym protony i neutrony są skupione w jądrze atomu, a elektrony na jego obwodzie (w powłoce elektronowej). .

Elektrony są zwykle oznaczane w następujący sposób: e − .

Elektrony e są bardzo lekkie, prawie nieważkie, ale mają ujemny ładunek elektryczny. Jest równa -1. Prąd elektryczny, którego wszyscy używamy, to strumień elektronów płynących w drutach.

Neutrony oznacza się następująco: n 0, a protony następująco: p +.

Neutrony i protony mają prawie identyczną masę.

Liczba protonów w jądrze jest równa liczbie elektronów w powłoce atomu i odpowiada numerowi seryjnemu tego pierwiastka w układzie okresowym.

Jądro atomowe

Centralna część atomu, w której skupia się większość jego masy i której budowa określa pierwiastek chemiczny, do którego należy atom.

Jądro atomowe składa się z nukleonów - dodatnio naładowanych protonów p + i neutralne neutrony n 0, które są ze sobą połączone poprzez silne oddziaływanie. Jądro atomowe, uważane za klasę cząstek o określonej liczbie protonów i neutronów, często nazywane jest nuklidem.

Liczbę protonów w jądrze nazywamy liczbą ładunku Z – liczba ta jest równa liczbie atomowej pierwiastka, do którego należy atom w układzie okresowym.

Liczbę neutronów w jądrze oznaczono literą N, a liczbę protonów literą Z. Liczby te są ze sobą powiązane prostym stosunkiem:

Całkowita liczba nukleonów w jądrze nazywana jest jego liczbą masową A = N + Z i jest w przybliżeniu równa średniej masie atomu pokazanej w układzie okresowym.

Jądra atomowe o tej samej liczbie protonów i różnej liczbie neutronów nazywane są izotopami.

Wiele pierwiastków ma jeden naturalny izotop, na przykład Be, F, Na, Al, P, Mn, Co, I, Au i kilka innych. Ale większość pierwiastków ma dwa lub trzy najbardziej stabilne izotopy.

Na przykład:

Jądra atomowe o tej samej liczbie neutronów, ale różnej liczbie protonów nazywane są izotonami.

Atomy różnych pierwiastków o tej samej masie atomowej A nazywane są izobarami.

« Fizyka – klasa 11”

Budowa jądra atomowego. Siły nuklearne

Natychmiast po odkryciu neutronu w eksperymentach Chadwicka radziecki fizyk D. D. Ivanenko i niemiecki naukowiec W. Heisenberg w 1932 roku zaproponowali protonowo-neutronowy model jądra.
Zostało to potwierdzone przez późniejsze badania przemian jądrowych i jest obecnie powszechnie akceptowane.

Model protonowo-neutronowy jądra

Zgodnie z modelem proton-neutron, jądra składają się z dwóch rodzajów cząstek elementarnych - protonów i neutronów.

Ponieważ atom jako całość jest elektrycznie obojętny, a ładunek protonu jest równy modułowi ładunku elektronu, liczba protonów w jądrze jest równa liczbie elektronów w powłoce atomowej.
Dlatego liczba protonów w jądrze jest równa liczbie atomowej pierwiastka Z w układzie okresowym pierwiastków D.I. Mendelejewa.

Suma liczby protonów Z i liczba neutronów N w jądrze nazywa się Liczba masowa i oznaczone literą A:

A = Z + N

Masy protonu i neutronu są sobie bliskie i każda z nich jest w przybliżeniu równa atomowej jednostce masy.
Masa elektronów w atomie jest znacznie mniejsza niż masa jego jądra.
Dlatego liczba masowa jądra jest równa względnej masie atomowej pierwiastka zaokrąglonej do liczby całkowitej.
Liczby masowe można określić, w przybliżeniu mierząc masę jąder za pomocą niezbyt dokładnych przyrządów.

Izotopy to jądra o tej samej wartości Z, ale o różnych liczbach masowych A, czyli o różnej liczbie neutronów N.

Siły nuklearne

Ponieważ jądra są bardzo stabilne, protony i neutrony muszą być utrzymywane wewnątrz jądra przez pewne siły, i to bardzo silne.
To nie siły grawitacyjne są za słabe.
Stabilności jądra nie można również wytłumaczyć siłami elektromagnetycznymi, ponieważ między podobnie naładowanymi protonami działa odpychanie elektryczne.
Neutrony nie mają ładunku elektrycznego.

Oznacza to, że między cząsteczkami jądrowymi - protonami i neutronami, nazywane są nukleony- są tzw. siły specjalne siły nuklearne.

Jakie są główne właściwości sił nuklearnych? Siły jądrowe są około 100 razy większe niż siły elektryczne (kulombowskie).
Są to najpotężniejsze siły ze wszystkich istniejących w naturze.
Dlatego często nazywa się oddziaływania cząstek jądrowych silne interakcje.

Oddziaływania silne przejawiają się nie tylko w oddziaływaniach nukleonów w jądrze.
Jest to szczególny rodzaj interakcji charakterystyczny dla większości cząstek elementarnych, wraz z oddziaływaniami elektromagnetycznymi.

Inną ważną cechą sił nuklearnych jest ich krótki czas trwania.
Siły elektromagnetyczne słabną stosunkowo powoli wraz ze wzrostem odległości.
Siły jądrowe zauważalnie ujawniają się dopiero w odległościach równych wielkości jądra (10 -12 -10 -13 cm), co wykazały już eksperymenty Rutherforda dotyczące rozpraszania cząstek α ​​przez jądra atomowe.
Nie opracowano jeszcze pełnej ilościowej teorii sił jądrowych.
Znaczący postęp w jego rozwoju nastąpił całkiem niedawno – w ciągu ostatnich 10-15 lat.

Jądra atomów składają się z protonów i neutronów. Cząstki te są utrzymywane w jądrze przez siły jądrowe.

Izotopy

Badanie zjawiska radioaktywności doprowadziło do ważnego odkrycia: wyjaśniono naturę jąder atomowych.

W wyniku obserwacji ogromnej liczby przemian promieniotwórczych stopniowo odkryto, że istnieją substancje, które mają identyczne właściwości chemiczne, ale mają zupełnie inne właściwości radioaktywne (to znaczy inaczej się rozpadają).
Nie dało się ich rozdzielić żadną ze znanych metod chemicznych.
Na tej podstawie Soddy w 1911 roku zasugerował możliwość istnienia pierwiastków o takich samych właściwościach chemicznych, ale różniących się w szczególności radioaktywnością.
Pierwiastki te należy umieścić w tej samej komórce układu okresowego D.I. Mendelejewa.
Soddy do nich zadzwonił izotopy(tj. zajmowanie tych samych miejsc).

Założenie Soddy'ego zostało znakomicie potwierdzone i dogłębnie zinterpretowane rok później, kiedy J. J. Thomson dokonał precyzyjnych pomiarów masy jonów neonowych, odchylając je w polach elektrycznych i magnetycznych.
Odkrył, że neon jest mieszaniną dwóch rodzajów atomów.
Większość z nich ma masę względną 20.
Istnieje jednak niewielki ułamek atomów o względnej masie atomowej wynoszącej 22.
W rezultacie przyjęto, że względna masa atomowa mieszaniny wynosi 20,2.
Atomy o tych samych właściwościach chemicznych różnią się masą.

Obydwa typy atomów neonowych zajmują oczywiście to samo miejsce w tabeli D.I. Mendelejewa i dlatego są izotopami.
Zatem izotopy mogą różnić się nie tylko właściwościami radioaktywnymi, ale także masą.
Dlatego izotopy mają takie same ładunki jąder atomowych, co oznacza, że ​​liczba elektronów w powłokach atomowych, a co za tym idzie, właściwości chemiczne izotopów są takie same.
Ale masy jąder są różne.
Co więcej, jądra mogą być zarówno radioaktywne, jak i stabilne.
Różnica we właściwościach izotopów promieniotwórczych wynika z faktu, że ich jądra mają różne masy.

Ustalono obecnie istnienie izotopów większości pierwiastków chemicznych.
Niektóre pierwiastki mają tylko niestabilne (tj. radioaktywne) izotopy.
Najcięższy pierwiastek występujący w przyrodzie - uran (względne masy atomowe 238, 235 itd.) i najlżejszy - wodór (względne masy atomowe 1, 2, 3) mają izotopy.

Izotopy wodoru są szczególnie interesujące, ponieważ różnią się masą 2 i 3 razy.
Nazywa się izotop o względnej masie atomowej 2 deuter.
Jest stabilny (tj. nie jest radioaktywny) i pojawia się jako małe zanieczyszczenie (1:4500) w zwykłym wodorze.
Kiedy deuter łączy się z tlenem, powstaje tzw. ciężka woda.
Jej właściwości fizyczne znacznie różnią się od właściwości zwykłej wody.
Pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym wrze w temperaturze 101,2 ° C i zamarza w temperaturze 3,8 ° C.

Nazywa się izotop wodoru o masie atomowej 3 tryt.
Jest β-radioaktywny i ma okres półtrwania około 12 lat.

Istnienie izotopów dowodzi, że ładunek jądra atomowego nie determinuje wszystkich właściwości atomu, a jedynie jego właściwości chemiczne i te właściwości fizyczne, które zależą od obwodu powłoki elektronowej, na przykład wielkości atomu.
Masy atomu i jego właściwości radioaktywnych nie określa numer seryjny w tabeli D.I. Mendelejewa.

Warto zauważyć, że przy dokładnym pomiarze względnych mas atomowych izotopów okazało się, że są one zbliżone do liczb całkowitych.
Ale masy atomowe pierwiastków chemicznych czasami znacznie różnią się od liczb całkowitych.
Zatem względna masa atomowa chloru wynosi 35,5.
Oznacza to, że w stanie naturalnym substancja chemicznie czysta jest mieszaniną izotopów w różnych proporcjach.
(Przybliżona) integralność względnych mas atomowych izotopów jest bardzo ważna dla wyjaśnienia struktury jądra atomowego.

Większość pierwiastków chemicznych ma izotopy.
Ładunki jąder atomowych izotopów są takie same, ale masy jąder są różne.

Jak już wspomniano, atom składa się z trzech rodzajów cząstek elementarnych: protonów, neutronów i elektronów. Jądro atomowe jest centralną częścią atomu, składającą się z protonów i neutronów. Protony i neutrony mają wspólną nazwę nukleon; mogą one przekształcać się w siebie w jądrze. Jądro najprostszego atomu - atomu wodoru - składa się z jednej cząstki elementarnej - protonu.

Średnica jądra atomu wynosi około 10–13–10–12 cm i stanowi 0,0001 średnicy atomu. Jednak prawie cała masa atomu (99,95 - 99,98%) jest skoncentrowana w jądrze. Gdyby udało się uzyskać 1 cm 3 czystej materii jądrowej, jej masa wynosiłaby 100–200 milionów ton. Masa jądra atomu jest kilka tysięcy razy większa niż masa wszystkich elektronów tworzących atom.

Proton– cząstka elementarna, jądro atomu wodoru. Masa protonu wynosi 1,6721x10 -27 kg, czyli jest 1836 razy większa od masy elektronu. Ładunek elektryczny jest dodatni i równy 1,66x10 -19 C. Kulomb to jednostka ładunku elektrycznego równa ilości prądu przepływającego przez przekrój poprzeczny przewodnika w czasie 1 s przy stałym prądzie o natężeniu 1 A (ampera).

Każdy atom dowolnego pierwiastka zawiera pewną liczbę protonów w jądrze. Liczba ta jest stała dla danego pierwiastka i określa jego właściwości fizykochemiczne. Oznacza to, że liczba protonów określa, z jakim pierwiastkiem chemicznym mamy do czynienia. Na przykład, jeśli w jądrze znajduje się jeden proton, jest to wodór, jeśli jest 26 protonów, jest to żelazo. Liczba protonów w jądrze atomowym określa ładunek jądra (liczba ładunku Z) i liczbę atomową pierwiastka w układzie okresowym pierwiastków D.I. Mendelejew (liczba atomowa pierwiastka).

Nneutron– cząstka obojętna elektrycznie o masie 1,6749 x 10 -27 kg, czyli 1839 razy większa od masy elektronu. Neuron w stanie wolnym jest cząstką niestabilną, samodzielnie zamienia się w proton wraz z emisją elektronu i antyneutrina. Okres półtrwania neutronów (czas, w którym rozpada się połowa pierwotnej liczby neutronów) wynosi około 12 minut. Jednak w stanie związanym wewnątrz stabilnych jąder atomowych jest stabilny. Całkowita liczba nukleonów (protonów i neutronów) w jądrze nazywana jest liczbą masową (masa atomowa - A). Liczba neutronów zawartych w jądrze jest równa różnicy między liczbą masy i ładunku: N = A – Z.

Elektron– cząstka elementarna, nośnik o najmniejszej masie – 0,91095x10 -27 g i najmniejszym ładunku elektrycznym – 1,6021x10 -19 C. Jest to cząstka naładowana ujemnie. Liczba elektronów w atomie jest równa liczbie protonów w jądrze, tj. atom jest elektrycznie obojętny.

Pozyton– cząstka elementarna o dodatnim ładunku elektrycznym, antycząstka w stosunku do elektronu. Masy elektronu i pozytonu są równe, a ładunki elektryczne są równe w wartości bezwzględnej, ale mają przeciwny znak.

Różne typy jąder nazywane są nuklidami. Nuklid to rodzaj atomu o określonej liczbie protonów i neutronów. W przyrodzie występują atomy tego samego pierwiastka o różnych masach atomowych (liczbach masowych): 17 35 Cl, 17 37 Cl itd. Jądra tych atomów zawierają tę samą liczbę protonów, ale różną liczbę neutronów. Nazywa się odmiany atomów tego samego pierwiastka, które mają ten sam ładunek jądrowy, ale różne liczby masowe izotopy . Mając tę ​​samą liczbę protonów, ale różniąc się liczbą neutronów, izotopy mają tę samą strukturę powłok elektronowych, tj. bardzo podobne właściwości chemiczne i zajmują to samo miejsce w układzie okresowym pierwiastków chemicznych.

Izotopy oznaczane są symbolem odpowiedniego pierwiastka chemicznego z indeksem A umieszczonym w lewym górnym rogu – w lewym dolnym rogu podana jest także liczba masowa, czasami liczba protonów (Z). Na przykład radioaktywne izotopy fosforu oznaczono odpowiednio jako 32 P, 33 P lub 15 32 P i 15 33 P. Przy wyznaczaniu izotopu bez wskazania symbolu pierwiastka liczbę masową podaje się po oznaczeniu pierwiastka, na przykład fosfor - 32, fosfor - 33.

Większość pierwiastków chemicznych ma kilka izotopów. Oprócz izotopu wodoru znany jest 1H-prot, ciężki wodór 2H-deuter i superciężki wodór 3H-tryt. Uran ma 11 izotopów, w związkach naturalnych są ich trzy (uran 238, uran 235, uran 233). Mają odpowiednio 92 protony oraz 146 143 i 141 neutronów.

Obecnie znanych jest ponad 1900 izotopów 108 pierwiastków chemicznych. Spośród nich do izotopów naturalnych zaliczają się wszystkie izotopy stabilne (około 280 z nich) i naturalne izotopy należące do rodzin radioaktywnych (46 z nich). Pozostałe są klasyfikowane jako sztuczne, otrzymywane są sztucznie w wyniku różnych reakcji jądrowych.

Terminu „izotopy” należy używać tylko wtedy, gdy mówimy o atomach tego samego pierwiastka, na przykład izotopach węgla 12 C i 14 C. Jeśli mamy na myśli atomy różnych pierwiastków chemicznych, zaleca się użycie terminu „ nuklidy”, na przykład radionuklidy 90 Sr, 131 J, 137 Cs.