Mengkaji fenomena radioaktiviti, saintis pada dekad pertama abad ke-20. menemui sejumlah besar bahan radioaktif - kira-kira 40. Terdapat lebih banyak daripada mereka daripada terdapat tempat bebas dalam jadual berkala unsur antara bismut dan uranium. Sifat bahan-bahan ini telah menjadi kontroversi. Sesetengah penyelidik menganggapnya sebagai unsur kimia bebas, tetapi dalam kes ini persoalan penempatannya dalam jadual berkala ternyata tidak larut. Yang lain secara amnya menafikan mereka hak untuk dipanggil unsur dalam pengertian klasik. Pada tahun 1902, ahli fizik Inggeris D. Martin memanggil bahan tersebut sebagai unsur radio. Semasa mereka dikaji, menjadi jelas bahawa beberapa unsur radio mempunyai sifat kimia yang sama, tetapi berbeza dalam jisim atom. Keadaan ini bercanggah dengan peruntukan asas undang-undang berkala. Saintis Inggeris F. Soddy menyelesaikan percanggahan itu. Pada tahun 1913, beliau memanggil isotop radioelemen yang serupa secara kimia (daripada perkataan Yunani yang bermaksud "sama" dan "tempat"), iaitu, mereka menduduki tempat yang sama dalam jadual berkala. Unsur radio tersebut ternyata merupakan isotop unsur radioaktif semula jadi. Kesemuanya digabungkan menjadi tiga keluarga radioaktif, yang nenek moyangnya adalah isotop torium dan uranium.
Isotop oksigen. Isobar kalium dan argon (isobar ialah atom unsur yang berbeza dengan nombor jisim yang sama).
Bilangan isotop stabil untuk unsur genap dan ganjil.
Tidak lama kemudian menjadi jelas bahawa unsur kimia stabil lain juga mempunyai isotop. Kredit utama untuk penemuan mereka adalah milik ahli fizik Inggeris F. Aston. Dia menemui isotop stabil bagi banyak unsur.
Dari sudut pandangan moden, isotop ialah jenis atom unsur kimia: ia mempunyai jisim atom yang berbeza, tetapi cas nuklear yang sama.
Oleh itu, nukleus mereka mengandungi bilangan proton yang sama, tetapi bilangan neutron yang berbeza. Sebagai contoh, isotop semula jadi oksigen dengan Z = 8 masing-masing mengandungi 8, 9 dan 10 neutron dalam nukleusnya. Jumlah bilangan proton dan neutron dalam nukleus isotop dipanggil nombor jisim A. Akibatnya, nombor jisim isotop oksigen yang ditunjukkan ialah 16, 17 dan 18. Pada masa kini, sebutan berikut untuk isotop diterima: nilai Z diberikan di bawah di sebelah kiri simbol unsur, nilai A diberikan di sebelah kiri atas Contohnya: 16 8 O, 17 8 O, 18 8 O.
Sejak penemuan fenomena radioaktiviti tiruan, kira-kira 1,800 isotop radioaktif tiruan telah dihasilkan menggunakan tindak balas nuklear untuk unsur-unsur dengan Z dari 1 hingga 110. Sebahagian besar radioisotop tiruan mempunyai separuh hayat yang sangat pendek, diukur dalam saat dan pecahan saat ; hanya sedikit yang mempunyai jangka hayat yang agak panjang (contohnya, 10 Be - 2.7 10 6 tahun, 26 Al - 8 10 5 tahun, dsb.).
Unsur stabil diwakili dalam alam semula jadi oleh kira-kira 280 isotop. Walau bagaimanapun, sebahagian daripada mereka ternyata radioaktif yang lemah, dengan separuh hayat yang besar (contohnya, 40 K, 87 Rb, 138 La, l47 Sm, 176 Lu, 187 Re). Jangka hayat isotop ini terlalu lama sehingga boleh dianggap stabil.
Masih terdapat banyak cabaran dalam dunia isotop stabil. Oleh itu, tidak jelas mengapa bilangan mereka sangat berbeza antara unsur-unsur yang berbeza. Kira-kira 25% unsur stabil (Be, F, Na, Al, P, Sc, Mn, Co, As, Y, Nb, Rh, I, Cs, Pt, Tb, Ho, Tu, Ta, Au) terdapat dalam alam hanya satu jenis atom. Ini adalah unsur tunggal yang dipanggil. Adalah menarik bahawa kesemuanya (kecuali Be) mempunyai nilai Z ganjil Secara umum, untuk unsur ganjil bilangan isotop stabil tidak melebihi dua. Sebaliknya, beberapa unsur genap-Z terdiri daripada sejumlah besar isotop (contohnya, Xe mempunyai 9, Sn mempunyai 10 isotop stabil).
Set isotop stabil bagi unsur tertentu dipanggil galaksi. Kandungan mereka dalam galaksi sering berubah-ubah. Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa kandungan tertinggi adalah isotop dengan nombor jisim yang merupakan gandaan empat (12 C, 16 O, 20 Ca, dsb.), walaupun terdapat pengecualian kepada peraturan ini.
Penemuan isotop stabil memungkinkan untuk menyelesaikan misteri jisim atom yang telah lama wujud - sisihan mereka daripada nombor bulat, dijelaskan oleh peratusan berbeza isotop unsur stabil dalam galaksi.
Dalam fizik nuklear konsep "isobar" diketahui. Isobar ialah isotop unsur yang berbeza (iaitu, dengan nilai Z yang berbeza) yang mempunyai nombor jisim yang sama. Kajian isobar menyumbang kepada pembentukan banyak corak penting dalam kelakuan dan sifat nukleus atom. Salah satu daripada corak ini dinyatakan oleh peraturan yang dirumuskan oleh ahli kimia Soviet S. A. Shchukarev dan ahli fizik Jerman I. Mattauch. Ia berkata: jika dua isobar berbeza dalam nilai Z sebanyak 1, maka salah satu daripadanya pasti akan menjadi radioaktif. Contoh klasik sepasang isobar ialah 40 18 Ar - 40 19 K. Di dalamnya, isotop kalium adalah radioaktif. Peraturan Shchukarev-Mattauch memungkinkan untuk menjelaskan mengapa tiada isotop stabil dalam unsur technetium (Z = 43) dan promethium (Z = 61). Oleh kerana mereka mempunyai nilai Z ganjil, lebih daripada dua isotop stabil tidak boleh dijangkakan untuk mereka. Tetapi ternyata isobar technetium dan promethium, masing-masing isotop molibdenum (Z = 42) dan ruthenium (Z = 44), neodymium (Z = 60) dan samarium (Z = 62), diwakili dalam alam semula jadi dengan stabil. jenis atom dalam pelbagai nombor jisim. Oleh itu, undang-undang fizik melarang kewujudan isotop stabil teknetium dan prometium. Inilah sebabnya mengapa unsur-unsur ini sebenarnya tidak wujud dalam alam semula jadi dan terpaksa disintesis secara buatan.
Para saintis telah lama mencuba untuk membangunkan sistem isotop berkala. Sudah tentu, ia berdasarkan prinsip yang berbeza daripada asas jadual berkala unsur. Tetapi percubaan ini masih belum membawa kepada hasil yang memuaskan. Benar, ahli fizik telah membuktikan bahawa urutan pengisian kulit proton dan neutron dalam nukleus atom, pada dasarnya, serupa dengan pembinaan kulit elektron dan subkulit dalam atom (lihat Atom).
Cangkang elektron isotop unsur tertentu dibina dengan cara yang sama. Oleh itu, sifat kimia dan fizikalnya hampir sama. Hanya isotop hidrogen (protium dan deuterium) dan sebatiannya mempamerkan perbezaan ketara dalam sifat. Sebagai contoh, air berat (D 2 O) membeku pada +3.8, mendidih pada 101.4 ° C, mempunyai ketumpatan 1.1059 g/cm 3, dan tidak menyokong kehidupan haiwan dan organisma tumbuhan. Semasa elektrolisis air menjadi hidrogen dan oksigen, kebanyakan molekul H 2 0 terurai, manakala molekul air berat kekal dalam elektrolisis.
Mengasingkan isotop unsur lain adalah tugas yang amat sukar. Walau bagaimanapun, dalam banyak kes, isotop unsur individu dengan kelimpahan yang berubah dengan ketara berbanding dengan kelimpahan semula jadi diperlukan. Sebagai contoh, apabila menyelesaikan masalah tenaga atom, ia menjadi perlu untuk memisahkan isotop 235 U dan 238 U. Untuk tujuan ini, kaedah spektrometri jisim pertama kali digunakan, dengan bantuan yang mana kilogram pertama uranium-235 diperolehi. di Amerika Syarikat pada tahun 1944. Walau bagaimanapun, kaedah ini terbukti terlalu mahal dan telah digantikan dengan kaedah resapan gas, yang menggunakan UF 6. Kini terdapat beberapa kaedah untuk mengasingkan isotop, tetapi semuanya agak rumit dan mahal. Namun masalah "membahagikan yang tidak dapat dipisahkan" sedang berjaya diselesaikan.
Satu disiplin saintifik baru telah muncul - kimia isotop. Dia mengkaji kelakuan pelbagai isotop unsur kimia dalam tindak balas kimia dan proses pertukaran isotop. Hasil daripada proses ini, isotop unsur tertentu diagihkan semula antara bahan yang bertindak balas. Berikut ialah contoh paling mudah: H 2 0 + HD = HD0 + H 2 (molekul air menukar atom protium dengan atom deuterium). Geokimia isotop juga sedang berkembang. Dia mengkaji variasi dalam komposisi isotop unsur-unsur berbeza dalam kerak bumi.
Yang paling banyak digunakan ialah atom berlabel yang dipanggil - isotop radioaktif tiruan unsur stabil atau isotop stabil. Dengan bantuan penunjuk isotop - atom berlabel - mereka mengkaji laluan pergerakan unsur dalam alam semula jadi dan hidupan, sifat taburan bahan dan unsur dalam pelbagai objek. Isotop digunakan dalam teknologi nuklear: sebagai bahan untuk pembinaan reaktor nuklear; sebagai bahan api nuklear (isotop torium, uranium, plutonium); dalam pelakuran termonuklear (deuterium, 6 Li, 3 He). Isotop radioaktif juga digunakan secara meluas sebagai sumber sinaran.
Ulangi perkara utama topik "Konsep asas kimia" dan selesaikan masalah yang dicadangkan. Gunakan No. 6-17.
Peruntukan asas
1. Bahan(mudah dan kompleks) ialah sebarang koleksi atom dan molekul yang terletak dalam keadaan pengagregatan tertentu.
Transformasi bahan yang disertai dengan perubahan dalam komposisi dan (atau) strukturnya dipanggil tindak balas kimia .
2. Unit struktur bahan-bahan:
· Atom- zarah neutral elektrik terkecil bagi unsur kimia atau bahan ringkas, mempunyai semua sifat kimianya dan kemudiannya tidak boleh dibahagikan secara fizikal dan kimia.
· Molekul- zarah neutral elektrik terkecil sesuatu bahan, mempunyai semua sifat kimianya, tidak boleh dibahagikan secara fizikal, tetapi boleh dibahagikan secara kimia.
3. Unsur kimia - Ini adalah sejenis atom dengan cas nuklear tertentu.
4. Kompaun atom :
|
Zarah |
Bagaimana untuk menentukan? |
caj |
Berat badan |
||
|
Cl |
unit konvensional |
a.e.m. |
|||
|
Elektron |
Secara ordinal Nombor (N) |
1.6 ∙ 10 -19 |
9.10 ∙ 10 -28 |
0.00055 |
|
|
Proton |
Secara ordinal nombor (N) |
1.6 ∙ 10 -19 |
1.67 ∙ 10 -24 |
1.00728 |
|
|
Neutron |
Ar–N |
1.67 ∙ 10 -24 |
1.00866 |
||
5. Kompaun nukleus atom :
Nukleus mengandungi zarah asas ( nukleon) –
proton(1 1 p ) dan neutron(1 0 n ).
· Kerana Hampir semua jisim atom tertumpu dalam nukleus dan m p ≈ m n≈ 1 amu, Itu nilai bulatA runsur kimia adalah sama dengan jumlah bilangan nukleon dalam nukleus.
7. Isotop- pelbagai atom unsur kimia yang sama, berbeza antara satu sama lain hanya dalam jisimnya.
· Notasi isotop: di sebelah kiri simbol unsur menunjukkan nombor jisim (atas) dan nombor atom unsur (bawah)
· Mengapakah isotop mempunyai jisim yang berbeza?
Tugasan: Tentukan komposisi atom isotop klorin: 35 17Cldan 37 17Cl?
· Isotop mempunyai jisim yang berbeza kerana bilangan neutron yang berbeza dalam nukleusnya.
8. Secara semula jadi, unsur kimia wujud dalam bentuk campuran isotop.
Komposisi isotop unsur kimia yang sama dinyatakan dalam pecahan atom(ω pada.), yang menunjukkan bahagian mana bilangan atom isotop tertentu membentuk jumlah bilangan atom semua isotop unsur tertentu, diambil sebagai satu atau 100%.
Sebagai contoh:
ω pada (35 17 Cl) = 0.754
ω pada (37 17 Cl) = 0.246
9. Jadual berkala menunjukkan nilai purata jisim atom relatif unsur kimia, dengan mengambil kira komposisi isotopnya. Oleh itu, Ar yang ditunjukkan dalam jadual adalah pecahan.
A rRabu= ω pada.(1) ∙ Ar (1) + … + ω pada.(n ) ∙ Ar ( n )
Sebagai contoh:
A rRabu(Cl) = 0.754 ∙ 35 + 0.246 ∙ 37 = 35.453
10. Masalah untuk diselesaikan:
No 1. Tentukan jisim atom relatif boron jika diketahui bahawa pecahan molar bagi isotop 10 B ialah 19.6%, dan isotop 11 B ialah 80.4%.
11. Jisim atom dan molekul adalah sangat kecil. Pada masa ini, sistem pengukuran bersatu telah diterima pakai dalam fizik dan kimia.
1 amu =m(a.m.) = 1/12 m(12 C) = 1.66057 ∙ 10 -27 kg = 1.66057 ∙ 10 -24 g.
Jisim mutlak beberapa atom:
m( C) =1.99268 ∙ 10 -23 g
m( H) =1.67375 ∙ 10 -24 g
m( O) =2.656812 ∙ 10 -23 g
A r– menunjukkan berapa kali atom tertentu lebih berat daripada 1/12 atom 12 C. Encik∙ 1.66 ∙ 10 -27 kg
13. Bilangan atom dan molekul dalam sampel biasa bahan adalah sangat besar, oleh itu, apabila mencirikan jumlah bahan, unit ukuran digunakan -tahi lalat .
· Tahi lalat (ν)– unit kuantiti bahan yang mengandungi bilangan zarah yang sama (molekul, atom, ion, elektron) seperti terdapat atom dalam 12 g isotop 12 C
· Jisim 1 atom 12 C adalah sama dengan 12 amu, jadi bilangan atom dalam 12 g isotop 12 C sama dengan:
N A= 12 g / 12 ∙ 1.66057 ∙ 10 -24 g = 6.0221 ∙ 10 23
· Kuantiti fizikal N A dipanggil Pemalar Avogadro (nombor Avogadro) dan mempunyai dimensi [N A] = mol -1.
14. Formula asas:
M = Encik = ρ ∙ V m(ρ – ketumpatan; V m – isipadu pada tahap sifar)
Masalah untuk diselesaikan secara bebas
No 1. Kira bilangan atom nitrogen dalam 100 g ammonium karbonat yang mengandungi 10% bendasing bukan nitrogen.
No 2. Dalam keadaan biasa, 12 liter campuran gas yang terdiri daripada ammonia dan karbon dioksida mempunyai jisim 18 g Berapa liter bagi setiap gas yang mengandungi campuran itu?
No 3. Apabila terdedah kepada asid hidroklorik berlebihan, 8.24 g campuran mangan oksida (IV) dengan oksida MO 2 yang tidak diketahui, yang tidak bertindak balas dengan asid hidroklorik, 1.344 liter gas diperoleh pada keadaan ambien. Dalam eksperimen lain, telah ditetapkan bahawa nisbah molar oksida mangan (IV) kepada oksida yang tidak diketahui ialah 3:1. Tentukan formula oksida yang tidak diketahui dan hitung pecahan jisimnya dalam campuran.
Mungkin tidak ada orang di bumi yang tidak pernah mendengar tentang isotop. Tetapi tidak semua orang tahu apa itu. Ungkapan "isotop radioaktif" kedengaran sangat menakutkan. Unsur kimia pelik ini menakutkan manusia, tetapi sebenarnya ia tidak semenakutkan seperti yang kelihatan pada pandangan pertama.
Definisi
Untuk memahami konsep unsur radioaktif, pertama sekali perlu dikatakan bahawa isotop adalah sampel unsur kimia yang sama, tetapi dengan jisim yang berbeza. Apakah maksudnya? Soalan-soalan akan hilang jika kita mula-mula mengingati struktur atom. Ia terdiri daripada elektron, proton dan neutron. Bilangan dua zarah asas pertama dalam nukleus atom sentiasa malar, manakala neutron, yang mempunyai jisimnya sendiri, boleh berlaku dalam bahan yang sama dalam kuantiti yang berbeza. Keadaan ini menimbulkan pelbagai unsur kimia dengan sifat fizikal yang berbeza.
Sekarang kita boleh memberi definisi saintifik kepada konsep yang dikaji. Jadi, isotop ialah set kolektif unsur kimia yang serupa dalam sifat, tetapi mempunyai jisim dan sifat fizikal yang berbeza. Menurut istilah yang lebih moden, ia dipanggil galaksi nukleotida unsur kimia.
Sedikit sejarah
Pada awal abad yang lalu, saintis mendapati bahawa sebatian kimia yang sama di bawah keadaan yang berbeza boleh mempunyai jisim nukleus elektron yang berbeza. Dari sudut pandangan teori semata-mata, unsur-unsur tersebut boleh dianggap baharu dan ia boleh mula mengisi sel kosong dalam jadual berkala D. Mendeleev. Tetapi terdapat hanya sembilan sel bebas di dalamnya, dan saintis menemui berpuluh-puluh unsur baru. Di samping itu, pengiraan matematik menunjukkan bahawa sebatian yang ditemui tidak boleh dianggap tidak diketahui sebelum ini, kerana sifat kimianya sepadan sepenuhnya dengan ciri-ciri sedia ada.
Selepas perbincangan yang panjang, diputuskan untuk memanggil isotop unsur-unsur ini dan meletakkannya dalam kotak yang sama dengan nukleus yang mengandungi bilangan elektron yang sama. Para saintis telah dapat menentukan bahawa isotop hanyalah beberapa variasi unsur kimia. Walau bagaimanapun, punca kejadian dan jangka hayat mereka telah dikaji selama hampir satu abad. Malah pada permulaan abad ke-21, adalah mustahil untuk mengatakan bahawa manusia mengetahui sepenuhnya segala-galanya tentang isotop.
Variasi yang berterusan dan tidak stabil
Setiap unsur kimia mempunyai beberapa isotop. Disebabkan fakta bahawa terdapat neutron bebas dalam nukleus mereka, mereka tidak selalu memasuki ikatan yang stabil dengan seluruh atom. Selepas beberapa lama, zarah bebas meninggalkan nukleus, yang mengubah jisim dan sifat fizikalnya. Dengan cara ini, isotop lain terbentuk, yang akhirnya membawa kepada pembentukan bahan dengan bilangan proton, neutron dan elektron yang sama.
Bahan-bahan yang cepat mereput dipanggil isotop radioaktif. Mereka melepaskan sejumlah besar neutron ke angkasa, membentuk sinaran gamma pengion yang kuat, yang terkenal dengan kuasa penembusannya yang kuat, yang memberi kesan negatif kepada organisma hidup.
Isotop yang lebih stabil bukan radioaktif, kerana bilangan neutron bebas yang dikeluarkan olehnya tidak mampu menghasilkan sinaran dan menjejaskan atom lain dengan ketara.
Agak lama dahulu, saintis mewujudkan satu corak penting: setiap unsur kimia mempunyai isotop sendiri, berterusan atau radioaktif. Menariknya, banyak daripada mereka diperolehi dalam keadaan makmal, dan kehadiran mereka dalam bentuk semula jadi adalah kecil dan tidak selalu dikesan oleh instrumen.
Taburan dalam alam semula jadi
Di bawah keadaan semula jadi, bahan paling kerap dijumpai yang jisim isotopnya ditentukan secara langsung oleh nombor ordinalnya dalam jadual D. Mendeleev. Sebagai contoh, hidrogen, yang dilambangkan dengan simbol H, mempunyai nombor atom 1, dan jisimnya adalah sama dengan satu. Isotopnya, 2H dan 3H, sangat jarang berlaku.
Malah badan manusia mempunyai beberapa isotop radioaktif. Mereka masuk melalui makanan dalam bentuk isotop karbon, yang seterusnya, diserap oleh tumbuhan dari tanah atau udara dan menjadi sebahagian daripada bahan organik semasa proses fotosintesis. Oleh itu, manusia, haiwan, dan tumbuhan mengeluarkan sinaran latar belakang tertentu. Hanya ia sangat rendah sehingga ia tidak mengganggu fungsi dan pertumbuhan normal.
Sumber yang menyumbang kepada pembentukan isotop ialah lapisan dalam teras bumi dan sinaran dari angkasa.
Seperti yang anda ketahui, suhu di planet sebahagian besarnya bergantung pada teras panasnya. Tetapi baru-baru ini menjadi jelas bahawa sumber haba ini adalah tindak balas termonuklear yang kompleks di mana isotop radioaktif mengambil bahagian.
Pereputan Isotop
Oleh kerana isotop adalah pembentukan yang tidak stabil, boleh diandaikan bahawa dari masa ke masa ia sentiasa mereput menjadi nukleus unsur kimia yang lebih kekal. Kenyataan ini adalah benar kerana saintis tidak dapat mengesan sejumlah besar isotop radioaktif dalam alam semula jadi. Dan kebanyakan yang diekstrak di makmal berlangsung dari beberapa minit hingga beberapa hari, dan kemudian kembali menjadi unsur kimia biasa.
Tetapi terdapat juga isotop dalam alam semula jadi yang ternyata sangat tahan terhadap pereputan. Mereka boleh wujud selama berbilion tahun. Unsur-unsur sedemikian telah terbentuk pada zaman yang jauh itu, ketika bumi masih terbentuk, dan tidak ada kerak pepejal pun di permukaannya.
Isotop radioaktif mereput dan terbentuk semula dengan cepat. Oleh itu, untuk memudahkan penilaian kestabilan isotop, saintis memutuskan untuk mempertimbangkan kategori separuh hayatnya.
Separuh hayat
Mungkin tidak jelas kepada semua pembaca apa yang dimaksudkan dengan konsep ini. Mari kita takrifkannya. Separuh hayat isotop ialah masa di mana separuh konvensional bahan yang diambil akan tidak lagi wujud.
Ini tidak bermakna bahawa sambungan yang lain akan dimusnahkan dalam jumlah masa yang sama. Berhubung dengan separuh ini, adalah perlu untuk mempertimbangkan kategori lain - tempoh masa di mana bahagian kedua, iaitu, satu perempat daripada jumlah bahan asal, akan hilang. Dan pertimbangan ini berterusan ad infinitum. Ia boleh diandaikan bahawa adalah mustahil untuk mengira masa untuk perpecahan lengkap jumlah awal bahan, kerana proses ini boleh dikatakan tidak berkesudahan.
Walau bagaimanapun, saintis, mengetahui separuh hayat, boleh menentukan berapa banyak bahan yang wujud pada mulanya. Data ini berjaya digunakan dalam sains berkaitan.
Dalam dunia saintifik moden, konsep pereputan lengkap secara praktikal tidak digunakan. Bagi setiap isotop, adalah kebiasaan untuk menunjukkan separuh hayatnya, yang berbeza dari beberapa saat hingga berbilion tahun. Semakin rendah separuh hayat, semakin banyak sinaran datang dari bahan dan semakin tinggi keradioaktifannya.
Pemanfaatan fosil
Dalam beberapa cabang sains dan teknologi, penggunaan jumlah bahan radioaktif yang agak besar dianggap wajib. Walau bagaimanapun, dalam keadaan semula jadi terdapat sangat sedikit sebatian sedemikian.
Adalah diketahui bahawa isotop adalah varian unsur kimia yang tidak biasa. Bilangan mereka diukur dalam beberapa peratus daripada varieti yang paling tahan. Inilah sebabnya mengapa saintis perlu memperkayakan bahan fosil secara buatan.
Selama bertahun-tahun penyelidikan, kami telah mengetahui bahawa pereputan isotop disertai dengan tindak balas berantai. Neutron yang dikeluarkan bagi satu bahan mula mempengaruhi bahan lain. Akibatnya, nukleus berat mereput menjadi lebih ringan dan unsur kimia baru diperoleh.
Fenomena ini dipanggil tindak balas berantai, akibatnya isotop yang lebih stabil tetapi kurang biasa boleh diperolehi, yang kemudiannya digunakan dalam ekonomi negara.
Penggunaan tenaga pereputan
Para saintis juga mendapati bahawa semasa pereputan isotop radioaktif, sejumlah besar tenaga bebas dibebaskan. Kuantitinya biasanya diukur dengan unit Curie, sama dengan masa pembelahan 1 g radon-222 dalam 1 saat. Semakin tinggi penunjuk ini, semakin banyak tenaga dilepaskan.
Ini menjadi sebab untuk membangunkan cara untuk menggunakan tenaga bebas. Ini adalah bagaimana reaktor nuklear muncul, di mana isotop radioaktif diletakkan. Kebanyakan tenaga yang dikeluarkan olehnya dikumpulkan dan ditukar kepada elektrik. Berdasarkan reaktor ini, loji kuasa nuklear dicipta yang membekalkan tenaga elektrik termurah. Versi yang lebih kecil daripada reaktor tersebut dipasang pada mekanisme gerak sendiri. Memandangkan bahaya kemalangan, kapal selam paling kerap digunakan sebagai kenderaan sedemikian. Sekiranya berlaku kegagalan reaktor, jumlah korban di kapal selam akan lebih mudah untuk diminimumkan.
Satu lagi penggunaan tenaga separuh hayat yang sangat menakutkan ialah bom atom. Semasa Perang Dunia II, mereka diuji ke atas manusia di bandar Jepun Hiroshima dan Nagasaki. Akibatnya sangat menyedihkan. Oleh itu, terdapat perjanjian di dunia mengenai tidak menggunakan senjata berbahaya ini. Pada masa yang sama, negeri-negeri besar dengan tumpuan kepada ketenteraan meneruskan penyelidikan di kawasan ini hari ini. Di samping itu, ramai daripada mereka, secara rahsia daripada masyarakat dunia, menghasilkan bom atom, yang beribu-ribu kali lebih berbahaya daripada yang digunakan di Jepun.
Isotop dalam perubatan
Untuk tujuan damai, mereka telah belajar menggunakan pereputan isotop radioaktif dalam perubatan. Dengan mengarahkan radiasi ke kawasan badan yang terjejas, anda boleh menghentikan perjalanan penyakit atau membantu pesakit pulih sepenuhnya.
Tetapi lebih kerap isotop radioaktif digunakan untuk diagnostik. Masalahnya ialah pergerakan mereka dan sifat kluster paling mudah ditentukan oleh sinaran yang mereka hasilkan. Oleh itu, sejumlah bahan radioaktif yang tidak berbahaya dimasukkan ke dalam tubuh manusia, dan doktor menggunakan instrumen untuk memerhatikan bagaimana dan di mana ia masuk.
Dengan cara ini, mereka mendiagnosis fungsi otak, sifat tumor kanser, dan keanehan fungsi kelenjar endokrin dan eksokrin.
Aplikasi dalam arkeologi
Adalah diketahui bahawa organisma hidup sentiasa mengandungi karbon-14 radioaktif, separuh hayat isotopnya ialah 5570 tahun. Selain itu, saintis tahu berapa banyak unsur ini terkandung dalam badan sehingga ia mati. Ini bermakna semua pokok yang dipotong mengeluarkan jumlah sinaran yang sama. Dari masa ke masa, keamatan sinaran berkurangan.
Ini membantu ahli arkeologi menentukan berapa lama dahulu kayu dari mana kapal dapur atau mana-mana kapal lain dibina mati, dan oleh itu masa pembinaan itu sendiri. Kaedah penyelidikan ini dipanggil analisis karbon radioaktif. Berkat itu, lebih mudah bagi saintis untuk menetapkan kronologi peristiwa sejarah.
Unsur tertentu yang mempunyai sama tetapi berbeza. Mereka mempunyai nukleus dengan bilangan dan kepelbagaian yang sama. nombor, mempunyai struktur kulit elektron yang sama dan menduduki tempat yang sama dalam keberkalaan. sistem kimia elemen. Istilah "isotop" telah dicadangkan pada tahun 1910 oleh F. Soddy untuk menetapkan jenis yang tidak dapat dibezakan secara kimia yang berbeza dalam sifat fizikalnya. (terutamanya radioaktif) Saints. Isotop stabil pertama kali ditemui pada tahun 1913 oleh J. Thomson menggunakan apa yang dipanggil dia membangunkan. kaedah parabola - prototaip yang moden. . Beliau mendapati bahawa Ne mempunyai sekurang-kurangnya 2 jenis dengan berat. bahagian 20 dan 22. Nama dan simbol isotop biasanya adalah nama dan simbol bahan kimia yang sepadan. elemen; tuding ke kiri atas simbol. Sebagai contoh, untuk menunjukkan semula jadi isotop menggunakan tatatanda 35 Cl dan 37 Cl; kadangkala elemen itu juga ditunjukkan di bahagian bawah kiri, i.e. tulis 35 17 Cl dan 37 17 Cl. Hanya isotop unsur paling ringan, hidrogen, dengan berat. bahagian 1, 2 dan 3 mempunyai khas. nama dan simbol: (1 1 H), (D, atau 2 1 H) dan (T, atau 3 1 H), masing-masing. Oleh kerana perbezaan jisim yang besar, tingkah laku isotop ini berbeza dengan ketara (lihat,). Isotop stabil berlaku dalam semua unsur genap dan paling ganjil dengan[ 83. Bilangan isotop stabil unsur dengan nombor genap mungkin. sama dengan 10 (cth. y); Unsur bernombor ganjil tidak mempunyai lebih daripada dua isotop stabil. Dikenali lebih kurang. 280 stabil dan lebih daripada 2000 isotop radioaktif daripada 116 unsur semula jadi dan diperoleh secara buatan. Bagi setiap elemen, kandungan isotop individu dalam alam semula jadi. campuran mengalami turun naik kecil, yang selalunya boleh diabaikan. Lebih banyak cara. turun naik dalam komposisi isotop diperhatikan untuk meteorit dan jasad angkasa lain. Ketekalan komposisi isotop membawa kepada ketekalan unsur-unsur yang terdapat di Bumi, iaitu nilai purata jisim unsur tertentu, didapati dengan mengambil kira banyaknya isotop dalam alam semula jadi. Turun naik dalam komposisi isotop unsur cahaya dikaitkan, sebagai peraturan, dengan perubahan dalam komposisi isotop semasa penguraian. proses yang berlaku dalam alam semula jadi (, dsb.). Bagi unsur berat Pb, variasi dalam komposisi isotop sampel yang berbeza dijelaskan oleh faktor yang berbeza. kandungan dalam, dan sumber lain dan - nenek moyang alam semula jadi. . Perbezaan dalam sifat isotop unsur tertentu dipanggil. . praktikal yang penting Tugasnya adalah untuk mendapatkan daripada alam semula jadi. campuran isotop individu -