Современная формулировка периодического закона

 

Современная формулировка периодического закона. Изотопы (стабильные и радиоактивные)

Исследование строения атома доказали, что устойчивым и важнейшей характеристикой атома положительный заряд ядра. Поэтому согласно современным формулировкой периодического закона Д. И. Менделеева свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от зарядов ядер атомов элементов. Таким образом, исследование строения атомов создали научную основу периодического закона.

Различные виды атомов имеют общее название - нуклиды. Нуклидом называют тип атомов с определенными значениями нуклонного и протонного чисел. Большинство химических элементов, встречающихся в природе, состоящие из нескольких нуклидов. Разновидности атомов одного химического элемента, имеющие одинаковое протонное число, но отличаются друг от друга числом нейтронов и, соответственно, нуклонного числом (массой ядра), называют изотопами. Например, химический элемент водород имеет три изотопа: протий H (в ядре один протон и нет нейтронов), дейтерий H или D (в ядре один протон и один нейтрон) и тритий H или T (в ядре один протон и два нейтрона). Многие элементы в природе имеют по несколько изотопов. Поэтому относительная атомная масса элемента рассчитывается значениями относительных атомных масс изотопов с учетом их содержания в природе.

Например, определим среднюю атомную массу природного хлора, который находится в виде двух изотопов: 35Cl с массовой долей 75,5% и 37Cl с массовой долей 24,5%. Для этого воспользуемся формулой:

 

 


Все изотопы подразделяются на стабильные и радиоактивные. Стабильные изотопы не подлежат радиоактивному распаду, поэтому они хранятся в естественных условиях. Стабильные изотопы встречаются у всех «парных» элементов и в большинстве «нечетных» с порядковым номером меньшим или равным восьмидесяти трем. У элементов, расположенных в периодической системе после висмут все нуклиды являются радиоактивными. Радиоактивные изотопы подразделяются в свою очередь на естественные и искусственные. И естественные, и искусственные изотопы самотеком распадаются, излучая при этом α-или β-частицы, пока не образуется стабильный изотоп. Химические свойства всех изотопов в основном одинаковы. Эти свойства определяются в основном зарядом ядра, а не его массой.

Существует несколько видов радиоактивного распада:

· Α-распад (радиоактивный распад ядер атомов, сопровождающееся выделением α-частиц), которые являются ядрами атомов гелия He;

· Β-распад (радиоактивный распад ядер атомов, сопровождающееся испусканием β - частиц), которые являются электронами β;

· Γ-распад - распад атомных ядер, сопровождающееся выделением γ - частиц (электромагнитных волн).

Устойчивость каждого радиоактивного изотопа характеризуется периодом полураспада, то есть промежуток времени, в течение которого распадается половина исходного количества данного раиоактивного изотопа. Период полураспада обозначают T или t  . Для различных элементов период полураспада может изменяться от миллионных долей секунды до миллиардов лет. Например, период полураспада Полония 218Po равно три минуты, для Радуюсь 226Ra - тысяча шестьсот двадцать лет, для Урана 238U - почти четыре с половиной миллиардов лет. Величина периода полураспада радионуклидов - неустойчивых радиоактивных изотопов - меняется для большинства изотопов от 30 секунд до 10 дней.

Радиоактивное излучение (радиация) опасно тем, что оно невидимым, не имеет ни запаха, ни вкуса, поэтому человек его никак не ощущает. Однако радиоактивное излучение, особенно γ - излучения имеет значительную проникнюючу способность. При попадании внутрь живых организмов, радиация вызывает ионизацию молекул биологической системы, разрушает клеточные мембраны, поражает клетки костного мозга и прочее. Это приводит к нарушению иммунной системы, снижению способности организма противостоять различным болезням. Чтобы уменьшить воздействие радиации на организм человека, нельзя применять продукты питания и питьевую воду, загрязненные радионуклидами, чаще применять в пищу продукты, способные поглощать и «выводить» радионуклиды из организма, а именно яблоки, лимоны, содержащие пектины.

Радиоактивные изотопы применяют в медицине для установления диагноза и лечения некоторых болезней. Для диагностики раковых опухолей используют препараты, в молекулах которых находятся атомы радиоактивных элементов, поглощаемых тканью опухоли. Затем определяют место локализации радиоактивного элемента в организме и нахождение опухоли. Например, для диагностики раковых опухолей применяют раствор натрий ортофосфата, обозначенный 32P.


Лекция добавлена 27.02.2014 в 16:50:39