Атомное ядро и радиоактивность Лекция 21 по курсу «Общая химия»
Радиоактивность А. А. Беккерель Фотопластинка, засвеченная излучением солей урана Тень металлического креста, помещённого между пластинкой и солью урана
Виды радиоактивных излучений α – заряд +, тяжелые (слабее отклоняются полем) β – заряд –, легкие (сильнее отклоняются полем) γ – нет заряда, не отклоняются полем
Катодные лучи У. Крукс Трубка Крукса без напряжения под напряжением
Открытие электрона Электроннолучевая трубка Дж. Томсон Катодные лучи = β-лучи = поток электронов! qe = – 1. 60217646 × 10 -19 Кл – заряд электрона (Милликен, 1910 г)
Модель атома по Томсону ( «кекс с изюмом» ) Электроны «Облако» положительного заряда Красиво, но не отвечает фактам!
Опыт Резерфорда α α α Анимация
Свойства элементарных частиц Частица Протон Нейтрон Электрон Обозначение p n e Масса, а. е. м. 1, 007825 1, 008665 0, 000548 Заряд +1 0 – 1
Устойчивость атомных ядер Количество нуклидов разного типа Число протонов Число нейтронов Четное Нечетное Четное 166 57 Нечетное 53 8 Энергия связи ядра и дефект массы + = + + 1. 007825 1. 008665 2. 01649 2. 014102 m = 0. 002388 а. е. м. E = 2. 15· 1012 к. Дж/моль
Энергия связи атомных ядер Радиоактивные ядра
Радиоактивность в картинках 234 90 92 U 38 Sr 230 90 4 90 Th + 2 He 222 86 Rn 218 4 84 Po + 2 He 0 0 137 Cs 137 Ba + 0 ē + 0 ν 39 Y + -1ē + 0ν 55 56 -1 0 антинейтрино
Другие виды радиоактивного распада Анимация p 10 n + 01 e+ + 00ν 1 11 C 11 B + 0 e+ + 0 ν 6 5 1 0 1 β+-распад электронный захват p + 0 -1 e– 10 n + 00ν 1 72 Se + 0 e– 72 As + 0 ν (K-захват) 34 -1 33 0 1 Закон радиоактивного распада время количество атомов в момент t период полураспада начальное количество атомов
Спонтанное деление 235 U + 10 n 23692 U 13756 Ba + 9236 Kr + 710 n 92 Анимация
Ядерные реакции “Углеродный цикл» Источник энергии для Солнца и других звезд Энергетические эффекты ядерных реакций всегда больше, чем у химических!
Синтез новых элементов 15 N + 249 Cf → 261 Db + 4 1 n 16 N + 249 Bk → 261 Db + 4 1 n 18 O + 249 Cf → 263 Sg + 4 1 n Дубний Сиборгий 209 Pb + 54 Cr → 262 Bh + 1 n Борий 208 Bi + 58 Fe → 265 Hs + 1 n Хассий 209 Bi + 58 Fe → 266 Mt + 1 n Мейтнерий 208 Pb + 62 Ni → 269 Ds + 1 n Дармштадтий 209 Bi + 64 Ni → 272 Rg + 1 n Рентгений