Утврдено е дека секој хемиски елемент пронајден во природата е мешавина од изотопи (оттука тие имаат фракциони атомски маси). За да се разбере како изотопите се разликуваат еден од друг, неопходно е детално да се разгледа структурата на атомот. Атомот формира јадро и електронски облак. Масата на атомот е под влијание на електроните кои се движат со неверојатна брзина низ орбиталите во електронскиот облак, неутроните и протоните кои го сочинуваат јадрото.

Дефиниција

Изотопие вид на атом на хемиски елемент. Во секој атом секогаш има еднаков број на електрони и протони. Бидејќи тие имаат спротивни полнежи (електроните се негативни, а протоните се позитивни), атомот е секогаш неутрален (оваа елементарна честичка не носи полнеж, таа е нула). Кога електрон е изгубен или заробен, атомот ја губи неутралноста, станувајќи или негативен или позитивен јон.

Неутроните немаат полнеж, но нивниот број во атомското јадро на истиот елемент може да варира. Ова на никаков начин не влијае на неутралноста на атомот, но влијае на неговата маса и својства. На пример, секој изотоп на атом на водород содржи еден електрон и еден протон. Но, бројот на неутрони е различен. Протиумот има само 1 неутрон, деутериумот има 2 неутрони, а тритиумот има 3 неутрони. Овие три изотопи значително се разликуваат едни од други по својства.

Споредба

Тие имаат различен број на неутрони, различни маси и различни својства. Изотопите имаат идентични структури на електронски обвивки. Тоа значи дека тие се доста слични по хемиски својства. Затоа, им се дава едно место во периодниот систем.

Во природата се пронајдени стабилни и радиоактивни (нестабилни) изотопи. Јадрата на атомите на радиоактивните изотопи се способни спонтано да се трансформираат во други јадра. За време на процесот на радиоактивно распаѓање, тие испуштаат различни честички.

Повеќето елементи имаат над дваесетина радиоактивни изотопи. Покрај тоа, радиоактивните изотопи се вештачки синтетизирани за апсолутно сите елементи. Во природна мешавина на изотопи, нивната содржина малку варира.

Постоењето на изотопи овозможи да се разбере зошто, во некои случаи, елементите со помала атомска маса имаат поголем атомски број од елементите со поголема атомска маса. На пример, во парот аргон-калиум, аргонот вклучува тешки изотопи, а калиумот содржи лесни изотопи. Затоа, масата на аргон е поголема од онаа на калиумот.

Веб-страница за заклучоци

1. Тие имаат различен број на неутрони.
2. Изотопите имаат различни атомски маси.
3. Вредноста на масата на јонските атоми влијае на нивната вкупна енергија и својства.

Веројатно нема човек на земјата кој не слушнал за изотопи. Но, не секој знае што е тоа. Фразата „радиоактивни изотопи“ звучи особено застрашувачки. Овие чудни хемиски елементи го преплашуваат човештвото, но во реалноста тие не се толку страшни како што може да изгледаат на прв поглед.

Дефиниција

За да се разбере концептот на радиоактивни елементи, потребно е прво да се каже дека изотопите се примероци од ист хемиски елемент, но со различни маси. Што значи тоа? Прашањата ќе исчезнат ако прво се потсетиме на структурата на атомот. Се состои од електрони, протони и неутрони. Бројот на првите две елементарни честички во јадрото на атомот е секогаш константен, додека неутроните, кои имаат своја маса, можат да се појават во иста супстанција во различни количини. Оваа околност доведува до појава на различни хемиски елементи со различни физички својства.

Сега можеме да дадеме научна дефиниција за концептот што се проучува. Значи, изотопите се збир на хемиски елементи кои се слични по својства, но имаат различни маси и физички својства. Според посовремената терминологија, тие се нарекуваат галаксија на нуклеотиди на хемиски елемент.

Малку историја

На почетокот на минатиот век, научниците открија дека истото хемиско соединение под различни услови може да има различни маси на електронски јадра. Од чисто теоретска гледна точка, таквите елементи може да се сметаат за нови и тие би можеле да почнат да ги пополнуваат празните ќелии во периодниот систем на Д. Менделеев. Но, во него има само девет слободни клетки, а научниците открија десетици нови елементи. Покрај тоа, математичките пресметки покажаа дека откриените соединенија не можат да се сметаат за претходно непознати, бидејќи нивните хемиски својства целосно одговараат на карактеристиките на постоечките.

По долги дискусии, беше одлучено овие елементи да се наречат изотопи и да се стават во истата кутија како оние чии јадра содржат ист број електрони. Научниците успеаја да утврдат дека изотопите се само некои варијации на хемиски елементи. Сепак, причините за нивното појавување и очекуваниот животен век се проучувани речиси еден век. Дури и на почетокот на 21 век, невозможно е да се каже дека човештвото знае апсолутно сè за изотопи.

Постојани и нестабилни варијации

Секој хемиски елемент има неколку изотопи. Поради фактот што во нивните јадра има слободни неутрони, тие не секогаш влегуваат во стабилни врски со остатокот од атомот. По некое време, слободните честички го напуштаат јадрото, што ја менува неговата маса и физички својства. На тој начин се формираат други изотопи, што на крајот доведува до формирање на супстанца со еднаков број на протони, неутрони и електрони.

Оние супстанции кои многу брзо се распаѓаат се нарекуваат радиоактивни изотопи. Тие ослободуваат голем број неутрони во вселената, формирајќи моќно јонизирачко гама зрачење, познато по својата силна продорна моќ, која негативно влијае на живите организми.

Постабилните изотопи не се радиоактивни, бидејќи бројот на слободни неутрони ослободени од нив не е способен да генерира зрачење и значително да влијае на другите атоми.

Многу одамна, научниците воспоставија една важна шема: секој хемиски елемент има свои изотопи, постојани или радиоактивни. Интересно е што многу од нив се добиени во лабораториски услови, а нивното присуство во природна форма е мало и не секогаш се открива со инструменти.

Дистрибуција во природата

Во природни услови најчесто се среќаваат супстанции чија изотопска маса е директно одредена од неговиот реден број во табелата на Д. Менделеев. На пример, водородот, означен со симболот H, има атомски број 1, а неговата маса е еднаква на еден. Неговите изотопи, 2H и 3H, се исклучително ретки по природа.

Дури и човечкото тело има некои радиоактивни изотопи. Тие влегуваат преку храната во форма на јаглеродни изотопи, кои, пак, се апсорбираат од растенијата од почвата или воздухот и стануваат дел од органската материја за време на процесот на фотосинтеза. Затоа, луѓето, животните и растенијата испуштаат одредено позадинско зрачење. Само што е толку ниско што не го попречува нормалното функционирање и растот.

Изворите кои придонесуваат за формирање на изотопи се внатрешните слоеви на јадрото на земјата и зрачењето од вселената.

Како што знаете, температурата на планетата во голема мера зависи од нејзиното топло јадро. Но, дури неодамна стана јасно дека изворот на оваа топлина е сложена термонуклеарна реакција во која учествуваат радиоактивни изотопи.

Изотопско распаѓање

Бидејќи изотопите се нестабилни формации, може да се претпостави дека со текот на времето тие секогаш се распаѓаат во потрајни јадра на хемиски елементи. Оваа изјава е точна бидејќи научниците не успеале да откријат огромни количини на радиоактивни изотопи во природата. И повеќето од оние што беа извлечени во лаборатории траеја од неколку минути до неколку дена, а потоа се претворија во обични хемиски елементи.

Но, постојат и изотопи во природата кои се покажаа дека се многу отпорни на распаѓање. Тие можат да постојат милијарди години. Ваквите елементи се формирале во тие далечни времиња, кога земјата сè уште се формирала, а на нејзината површина немала ниту цврста кора.

Радиоактивните изотопи се распаѓаат и повторно се формираат многу брзо. Затоа, со цел да се олесни проценката на стабилноста на изотопот, научниците одлучија да ја разгледаат категоријата на неговиот полуживот.

Пола живот

Можеби на сите читатели не им е веднаш јасно што се подразбира под овој концепт. Ајде да го дефинираме. Полуживотот на изотоп е времето во кое конвенционалната половина од земената супстанција ќе престане да постои.

Ова не значи дека остатокот од врската ќе биде уништен во исто време. Во однос на оваа половина, неопходно е да се разгледа друга категорија - временскиот период во кој нејзиниот втор дел, односно четвртина од првобитната количина на супстанција, ќе исчезне. И ова размислување продолжува бесконечно. Може да се претпостави дека е едноставно невозможно да се пресмета времето за целосно распаѓање на почетната количина на супстанција, бидејќи овој процес е практично бесконечен.

Сепак, научниците, знаејќи го полуживотот, можат да утврдат колку од супстанцијата постоела на почетокот. Овие податоци успешно се користат во сродните науки.

Во современиот научен свет, концептот на целосно распаѓање практично не се користи. За секој изотоп, вообичаено е да се означи неговиот полуживот, кој варира од неколку секунди до многу милијарди години. Колку е помал полуживотот, толку повеќе зрачење доаѓа од супстанцијата и поголема е нејзината радиоактивност.

Бенефицирање на фосили

Во некои гранки на науката и технологијата, употребата на релативно големи количини на радиоактивни материи се смета за задолжителна. Сепак, во природни услови има многу малку такви соединенија.

Познато е дека изотопите се невообичаени варијанти на хемиски елементи. Нивниот број се мери во неколку проценти од најотпорната сорта. Ова е причината зошто научниците треба вештачки да ги збогатуваат фосилните материјали.

Со текот на годините на истражување, дознавме дека распаѓањето на изотоп е придружено со верижна реакција. Ослободените неутрони од една супстанција почнуваат да влијаат на друга. Како резултат на ова, тешките јадра се распаѓаат на полесни и се добиваат нови хемиски елементи.

Овој феномен се нарекува верижна реакција, како резултат на која може да се добијат постабилни, но поретки изотопи, кои последователно се користат во националната економија.

Примена на енергија на распаѓање

Научниците исто така откриле дека при распаѓањето на радиоактивен изотоп се ослободува огромна количина слободна енергија. Неговата количина обично се мери со единицата Кири, еднаква на времето на фисија на 1 g радон-222 за 1 секунда. Колку е поголем овој индикатор, толку повеќе енергија се ослободува.

Ова стана причина за развивање начини за користење бесплатна енергија. Така се појавија атомските реактори во кои е сместен радиоактивен изотоп. Поголемиот дел од енергијата ослободена од него се собира и се претвора во електрична енергија. Врз основа на овие реактори се создаваат нуклеарни централи кои обезбедуваат најевтина струја. Помалите верзии на таквите реактори се инсталирани на самоодни механизми. Со оглед на опасноста од несреќи, подморниците најчесто се користат како такви возила. Во случај на дефект на реакторот, бројот на жртви на подморницата ќе биде полесно да се минимизира.

Друга многу страшна опција за користење на енергијата на полуживот се атомските бомби. За време на Втората светска војна, тие биле тестирани на луѓе во јапонските градови Хирошима и Нагасаки. Последиците беа многу тажни. Затоа, во светот постои договор за неупотреба на овие опасни оружја. Во исто време, големите држави со фокус на милитаризација продолжуваат со истражувањето во оваа област денес. Покрај тоа, многу од нив, тајно од светската заедница, произведуваат атомски бомби, кои се илјадници пати поопасни од оние што се користат во Јапонија.

Изотопи во медицината

За мирни цели, тие научија да го користат распаѓањето на радиоактивните изотопи во медицината. Со насочување на зрачењето кон погодената област на телото, можно е да се запре текот на болеста или да му се помогне на пациентот целосно да се опорави.

Но почесто радиоактивни изотопи се користат за дијагностика. Работата е што нивното движење и природата на кластерот најлесно се одредуваат од зрачењето што го произведуваат. Така, одредена неопасна количина на радиоактивна супстанција се внесува во човечкото тело, а лекарите користат инструменти за да набљудуваат како и каде навлегува.

На овој начин тие го дијагностицираат функционирањето на мозокот, природата на канцерогените тумори и особеностите на функционирањето на ендокрините и егзокрините жлезди.

Примена во археологијата

Познато е дека живите организми секогаш содржат радиоактивен јаглерод-14, чиј полуживот е 5570 години. Покрај тоа, научниците знаат колку од овој елемент е содржан во телото до моментот на смртта. Тоа значи дека сите исечени дрвја испуштаат иста количина на зрачење. Со текот на времето, интензитетот на зрачење се намалува.

Ова им помага на археолозите да утврдат пред колку време умрело дрвото од кое е изградена галија или кој било друг брод, а со тоа и самото време на изградба. Овој метод на истражување се нарекува анализа на радиоактивен јаглерод. Благодарение на него, на научниците им е полесно да ја утврдат хронологијата на историските настани.

Одреден елемент кој има ист, но различен. Тие имаат јадра со ист број и разновидност. број, имаат иста структура на електронски школки и заземаат исто место во периодичноста. хемиски систем елементи. Терминот „изотопи“ беше предложен во 1910 година од Ф. Соди за да назначи хемиски неразлични сорти кои се разликуваат по нивните физички својства. (првенствено радиоактивни) Светци. Стабилните изотопи првпат биле откриени во 1913 година од страна на Џ. Томсон користејќи го т.н. методот на параболи - прототип на модерниот. . Тој откри дека Не има најмалку 2 сорти со тежина. делови 20 и 22. Имињата и симболите на изотопите обично се имиња и симболи на соодветните хемикалии. елементи; посочете горе лево од симболот. На пример, да се укаже природно изотопите ја користат ознаката 35 Cl и 37 Cl; понекогаш елементот е означен и долу лево, т.е. напишете 35 17 Cl и 37 17 Cl. Само изотопи на најлесниот елемент, водородот, со тежина. делови 1, 2 и 3 имаат посебни. имиња и симболи: (1 1 H), (D, или 2 1 H) и (T, или 3 1 H), соодветно. Поради големата разлика во масите, однесувањето на овие изотопи значително се разликува (види,). Стабилни изотопи се јавуваат во сите парни и најнепарни елементи со[ 83. Бројот на стабилни изотопи на елементите со парни броеви може да биде. е еднакво на 10 (на пр. y); Елементите со непарен број немаат повеќе од два стабилни изотопи. Познато прибл. 280 стабилни и повеќе од 2000 радиоактивни изотопи од 116 природни и вештачки добиени елементи. За секој елемент, содржината на поединечни изотопи во природата. смесата претрпува мали флуктуации, кои често може да се занемарат. Повеќе средства. флуктуации во изотопскиот состав се забележани за метеорити и други небесни тела. Константноста на изотопскиот состав доведува до постојаност на елементите кои се наоѓаат на Земјата, што е просечна вредност на масата на даден елемент, пронајдена земајќи го предвид изобилството на изотопи во природата. Флуктуациите во изотопскиот состав на лесните елементи се поврзани, по правило, со промени во изотопскиот состав за време на распаѓањето. процеси кои се случуваат во природата (, итн.). За тешкиот елемент Pb, варијациите во изотопскиот состав на различни примероци се објаснуваат со различни фактори. содржина во, и други извори и - предците на природата. . Разликите во својствата на изотопите на даден елемент се нарекуваат. . Важно практично Задачата е да се добие од природата. мешавини на поединечни изотопи -

Изотопи

Атомите од ист елемент кои имаат различен масен број се нарекуваат изотопи. Атомите на изотопи од истиот елемент имаат ист број на протони (Z) и се разликуваат едни од други по бројот на неутрони (N).

Изотопите на различни елементи немаат свои имиња, туку го повторуваат името на елементот; во овој случај, атомската маса на даден изотоп - нејзината единствена разлика од другите изотопи на истиот елемент - се рефлектира со помош на надреден знак во хемиската формула на елементот: на пример, за изотопи на ураниум - 235 U, 238 U. единствен исклучок од правилата на номенклатурата на изотоп е елементот бр. 1 - водород. Сите три моментално познати изотопи на водород имаат не само свои посебни хемиски симболи, туку и свое име: 1 H - протиум, 2 D - деутериум, 3 T - тритиум; во овој случај, јадрото на протиум е едноставно еден протон, јадрото на деутериум содржи еден протон и еден неутрон, јадрото на тритиум содржи еден протон и два неутрони. Имињата на водородните изотопи историски се развиле на овој начин бидејќи релативната разлика во масите на водородните изотопи предизвикана со додавање на еден неутрон е максимална меѓу сите хемиски елементи.

Сите изотопи можат да се поделат на стабилни (стабилни), односно не се предмет на спонтано распаѓање на атомските јадра на делови (распаѓањето во овој случај се нарекува радиоактивно), и нестабилно (нестабилно) - радиоактивно, односно подложно на радиоактивно распаѓање. Повеќето елементи распространети во природата се состојат од мешавина од два или повеќе стабилни изотопи: на пример, 16 O, 12 C. Од сите елементи, калајот има најголем број стабилни изотопи (10 изотопи), а, на пример, постои алуминиум во природата во форма на само еден стабилен изотоп - останатите негови познати изотопи се нестабилни. Јадрата на нестабилните изотопи се распаѓаат спонтано, ослободувајќи b честички и c честички (електрони) додека не се формира стабилен изотоп на друг елемент: на пример, распаѓањето на 238 U (радиоактивен ураниум) завршува со формирање на 206 Pb (стабилен изотоп). на олово). При проучувањето на изотопите, беше откриено дека тие не се разликуваат по хемиските својства, кои, како што знаеме, се одредуваат според полнежот на нивните јадра и не зависат од масата на јадрата.

Електронски школки

Електронската обвивка на атомот е простор од просторот каде што најверојатно се наоѓаат електроните, што се карактеризира со истата вредност на главниот квантен број n и, како последица на тоа, се наоѓа на блиски енергетски нивоа. Секоја електронска обвивка може да има одреден максимален број на електрони.

Поаѓајќи од вредноста на главниот квантен број n = 1, енергетските нивоа (слоеви) се означени како K, L, M и N. Тие се поделени на поднивоа (подслоеви) кои се разликуваат едни од други по енергијата на врзувањето со јадрото. Бројот на поднивоа е еднаков на вредноста на главниот квантен број, но не надминува четири: првото ниво има едно подниво, 2-то - две, 3-то - три, 4-то - четири поднивоа. Поднивоата, пак, се состојат од орбитали. Вообичаено е да се означат поднивоа со латински букви, s е првото подниво од секое енергетско ниво најблиску до јадрото; се состои од една s-орбитала, p - второто подниво, се состои од три p-орбитали; d е третото подниво, се состои од пет d-орбитали; f е четврто подниво, содржи седум f орбитали. Така, за секоја вредност на n има n 2 орбитали. Секоја орбитала може да содржи не повеќе од два електрони - принципот на Паули. Ако има еден електрон во орбиталата, тогаш тој се нарекува неспарен; ако има два, тогаш тоа се спарени електрони. Паули принципот ја објаснува формулата N=2n 2. Ако првото ниво K(n=1) содржи 1 2 = 1 орбитала, а секоја орбитала има 2 електрони, тогаш максималниот број на електрони ќе биде 2*1 2 =2; L (n = 2) =8; M (n = 3) =18; N (n = 4) =32.

Изотопи

ИЗОТОПИ-s; pl.(единичен изотоп, -a; m.). [од грчки isos - еднакво и топос - место] Специјалист.Сорти на ист хемиски елемент, кои се разликуваат по масата на атомите. Радиоактивни изотопи. Изотопи на ураниум.

◁ Изотопски, ох, ох. I. индикатор.

изотопи

Историја на истражување
Првите експериментални податоци за постоењето на изотопи се добиени во 1906-1019 година. при проучување на својствата на радиоактивните трансформации на атоми на тешки елементи. Во 1906-07 г. Откриено е дека радиоактивниот производ на распаѓање на ураниум, јониум и продуктот на радиоактивното распаѓање на ториум, радиоториум, ги имаат истите хемиски својства како ториумот, но се разликуваат од вториот по атомската маса и карактеристиките на радиоактивното распаѓање. Покрај тоа: сите три елементи имаат исти оптички и рендгенски спектри. На предлог на англискиот научник Ф. Соди (цм.СОДИ Фредерик), таквите супстанции почнаа да се нарекуваат изотопи.
Откако беа откриени изотопи во тешки радиоактивни елементи, започна потрагата по изотопи во стабилни елементи. Независна потврда за постоењето на стабилни изотопи на хемиски елементи е добиена во експериментите на Ј.Џ.Томсон (цм.ТОМСОН Џозеф Џон)и Ф. Астон (цм. ASTON Френсис Вилијам). Томсон откри стабилни изотопи на неон во 1913 година. Астон, кој спроведе истражување користејќи инструмент што тој го дизајнираше наречен масен спектрограф (или масен спектрометар), користејќи го методот на масена спектрометрија (цм.МАСНА СПЕКТРОМЕТРИЈА), докажа дека многу други стабилни хемиски елементи имаат изотопи. Во 1919 година, тој доби докази за постоењето на два изотопи 20 Ne и 22 Ne, чие релативно изобилство (изобилство) во природата е приближно 91% и 9%. Последователно, откриен е изотопот 21 Ne со изобилство од 0,26%, изотопи на хлор, жива и голем број други елементи.
Масен спектрометар со малку поинаков дизајн беше создаден во истите години од A. J. Dempster (цм.ДЕМПСТЕР Артур Џефри). Како резултат на последователната употреба и подобрување на масените спектрометри, беше составена речиси целосна табела на изотопски состави преку напорите на многу истражувачи. Во 1932 година беше откриен неутрон - честичка без полнење, со маса блиска до масата на јадрото на атом на водород - протон, и беше создаден протон-неутронски модел на јадрото. Како резултат на тоа, науката ја утврди конечната дефиниција на концептот на изотопи: изотопи се супстанции чии атомски јадра се состојат од ист број на протони и се разликуваат само по бројот на неутрони во јадрото. Околу 1940 година, беше спроведена анализа на изотоп за сите хемиски елементи познати во тоа време.
За време на проучувањето на радиоактивноста, откриени се околу 40 природни радиоактивни материи. Тие беа групирани во радиоактивни семејства, чии предци се изотопи на ториум и ураниум. Природните ги вклучуваат сите стабилни сорти на атоми (ги има околу 280) и сите природно радиоактивни кои се дел од радиоактивни семејства (има 46 од нив). Сите други изотопи се добиваат како резултат на нуклеарни реакции.
За прв пат во 1934 година I. Curie (цм.ЏОЛИО-КИРИ Ајрин)и Ф. Жолиот-Кири (цм.ЏОЛИО-КИРИ Фредерик)вештачки добиени радиоактивни изотопи на азот (13 N), силициум (28 Si) и фосфор (30 P), кои се отсутни во природата. Со овие експерименти тие ја покажаа можноста за синтетизирање на нови радиоактивни нуклиди. Меѓу моментално познатите вештачки радиоизотопи, повеќе од 150 припаѓаат на трансураниумски елементи (цм.ТРАНСУРАНИ ЕЛЕМЕНТИ), не е пронајден на Земјата. Теоретски, се претпоставува дека бројот на сорти на изотопи способни за постоење може да достигне околу 6000.

енциклопедиски речник. 2009 .

Погледнете што се „изотопи“ во другите речници:

Модерна енциклопедија

Изотопи- (од изо... и грчко топос место), сорти на хемиски елементи во кои јадрата на атомите (нуклиди) се разликуваат по бројот на неутрони, но содржат ист број на протони и затоа заземаат исто место во периодниот систем на хемикалии... Илустриран енциклопедиски речник

- (од изо... и грчко топос место) сорти на хемиски елементи кај кои атомските јадра се разликуваат по бројот на неутрони, но содржат ист број на протони и затоа заземаат исто место во периодниот систем на елементи. Разликувајте... ... Голем енциклопедиски речник

ИЗОТОПИ- ИЗОТОПИ, хемиски. елементи сместени во иста ќелија од периодниот систем и затоа имаат ист атомски број или реден број. Во овој случај, јоните не треба, општо земено, да имаат иста атомска тежина. Различни…… Голема медицинска енциклопедија

Сорти на оваа хемикалија. елементи кои се разликуваат по масата на нивните јадра. Поседувајќи идентични полнежи на јадрата Z, но се разликуваат по бројот на неутрони, електроните имаат иста структура на електронските обвивки, т.е. многу блиски хемиски. Сент Ва, и го окупираат истото... ... Физичка енциклопедија

Атоми на истата хемикалија. елемент чии јадра содржат ист број на протони, но различен број на неутрони; имаат различни атомски маси, имаат иста хемикалија. својства, но се разликуваат по нивните физички својства. својства, особено ... Речник на микробиологија

Атоми хем. елементи кои имаат различен масен број, но имаат ист полнеж на атомските јадра и затоа заземаат исто место во периодниот систем на Менделеев. Атоми на различни изотопи на иста хемикалија. елементите се разликуваат по број... ... Геолошка енциклопедија