द्रव्यमान संख्या एक परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की कुल संख्या है। इसे ए द्वारा दर्शाया गया है।

एक विशिष्ट परमाणु नाभिक की बात करें तो, न्यूक्लाइड शब्द का प्रयोग आमतौर पर किया जाता है, और परमाणु कण, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को सामूहिक रूप से न्यूक्लियॉन कहा जाता है।

परमाणु क्रमांक।

किसी तत्व की परमाणु संख्या उसके परमाणु के नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या के बराबर होती है। यह प्रतीक Z द्वारा निरूपित किया जाता है। परमाणु संख्या द्रव्यमान संख्या से निम्नलिखित संबंध से संबंधित है:

जहाँ N परमाणु के नाभिक में न्यूट्रॉनों की संख्या है।

प्रत्येक रासायनिक तत्व की एक विशिष्ट परमाणु संख्या होती है। दूसरे शब्दों में, किसी भी दो तत्वों का परमाणु क्रमांक समान नहीं हो सकता। परमाणु क्रमांक न केवल किसी दिए गए तत्व के परमाणुओं के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या के बराबर होता है, बल्कि एक परमाणु के नाभिक के आसपास के इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर भी होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि परमाणु एक विद्युत रूप से तटस्थ कण है। इस प्रकार, परमाणु के नाभिक में प्रोटॉन की संख्या नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है। यह कथन उन आयनों पर लागू नहीं होता है, जो निश्चित रूप से आवेशित कण हैं।

तत्वों की परमाणु संख्या का पहला प्रायोगिक प्रमाण 1913 में हेनरी मोसले द्वारा प्राप्त किया गया था, जिन्होंने ऑक्सफोर्ड में काम किया था। उन्होंने कैथोड किरणों के साथ कठोर धातु के लक्ष्यों पर बमबारी की। (1909 में, बरकला और कायी ने पहले ही दिखा दिया था कि कोई भी ठोस तत्व, जब कैथोड किरणों की तेज किरण के साथ बमबारी करता है, तो उस तत्व की एक्स-रे विशेषता का उत्सर्जन करता है।) मोसले ने एक फोटोग्राफिक रिकॉर्डिंग तकनीक का उपयोग करके एक्स-रे की विशेषता का विश्लेषण किया। उन्होंने पाया कि विशेषता एक्स-रे विकिरण की तरंग दैर्ध्य धातु के परमाणु भार (द्रव्यमान) के साथ बढ़ जाती है और दिखाया कि इस एक्स-रे विकिरण की आवृत्ति का वर्गमूल सीधे कुछ पूर्णांक के समानुपाती होता है, जिसे उन्होंने निरूपित किया चिन्ह, प्रतीक

मोसले ने पाया कि यह संख्या लगभग परमाणु द्रव्यमान के आधे मूल्य के साथ मेल खाती है। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि यह संख्या - तत्व का परमाणु क्रमांक - उसके परमाणुओं का एक मौलिक गुण है। यह किसी दिए गए तत्व के परमाणु में प्रोटॉन की संख्या के बराबर निकला। इस प्रकार, मोसले ने विशिष्ट एक्स-रे विकिरण की आवृत्ति को विकिरण करने वाले तत्व (मोसली के नियम) की क्रम संख्या से संबंधित किया। रासायनिक तत्वों के आवर्त नियम के अनुमोदन तथा तत्वों के परमाणु क्रमांक के भौतिक अर्थ की स्थापना के लिए इस नियम का अत्यधिक महत्व था।

मोसले के शोध ने उन्हें परमाणु संख्या 43, 61 और 75 के साथ आवर्त सारणी में उस समय तक लापता तीन तत्वों के अस्तित्व की भविष्यवाणी करने की अनुमति दी। इन तत्वों को बाद में खोजा गया और क्रमशः टेक्नेटियम, प्रोमेथियम और रेनियम नाम प्राप्त हुए।

प्रथम विश्व युद्ध की लड़ाइयों में मोसली की मृत्यु हो गई।

न्यूक्लाइड के प्रतीक।

यह न्यूक्लाइड की द्रव्यमान संख्या को सुपरस्क्रिप्ट के रूप में और परमाणु संख्या को तत्व प्रतीक के बाईं ओर एक सबस्क्रिप्ट के रूप में इंगित करने के लिए प्रथागत है। उदाहरण के लिए, प्रवेश का अर्थ है कि इस कार्बन न्यूक्लाइड (साथ ही अन्य सभी कार्बन न्यूक्लाइड) की परमाणु संख्या 6 है। इस विशेष न्यूक्लाइड की द्रव्यमान संख्या 12 है। दूसरे कार्बन न्यूक्लाइड के लिए प्रतीक प्रतीक से मेल खाता है क्योंकि सभी कार्बन न्यूक्लाइड 6 की परमाणु संख्या है, निर्दिष्ट न्यूक्लाइड को अक्सर कार्बन -14 के रूप में लिखा जाता है।

समस्थानिक।

आइसोटोप विभिन्न गुणों के साथ एक ही तत्व की परमाणु किस्में हैं। वे अपने नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या में भिन्न होते हैं। इस प्रकार, एक ही तत्व के समस्थानिकों की परमाणु संख्या समान होती है लेकिन द्रव्यमान संख्याएँ भिन्न होती हैं। तालिका में। 1.1 तीन कार्बन समस्थानिकों में से प्रत्येक के परमाणुओं के नाभिक में द्रव्यमान संख्या A, परमाणु संख्या Z और न्यूट्रॉन N की संख्या के मूल्यों को दर्शाता है।

तालिका 1.1। कार्बन के समस्थानिक

तत्वों की समस्थानिक सामग्री।

ज्यादातर मामलों में, प्रत्येक तत्व विभिन्न समस्थानिकों का मिश्रण होता है। इस तरह के मिश्रण में प्रत्येक समस्थानिक की सामग्री को समस्थानिक बहुतायत कहा जाता है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन निम्नलिखित प्राकृतिक समस्थानिक बहुतायत के साथ प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले यौगिकों में पाया जाता है: ध्यान दें कि किसी तत्व की कुल समस्थानिक बहुतायत बिल्कुल 100% होनी चाहिए। इनमें से प्रत्येक समस्थानिक की सापेक्ष समस्थानिक बहुतायत क्रमशः 0.9228, 0.0467 और 0.0305 है। इन संख्याओं का योग ठीक 1.0000 है।

परमाणु द्रव्यमान इकाई (एएमयू)।

वर्तमान में, परमाणु द्रव्यमान इकाई के निर्धारण के लिए एक न्यूक्लाइड के द्रव्यमान को मानक के रूप में लिया जाता है। इस न्यूक्लाइड को 12.0000 amu का द्रव्यमान सौंपा गया है। इस प्रकार, एक परमाणु द्रव्यमान इकाई उस न्यूक्लाइड के द्रव्यमान के बारहवें हिस्से के बराबर होती है। परमाणु द्रव्यमान इकाई का सही मान किलो है। परमाणु बनाने वाले तीन मूलभूत कणों में निम्नलिखित द्रव्यमान होते हैं:

प्रोटॉन द्रव्यमान = 1.007277 amu

न्यूट्रॉन द्रव्यमान = 1.008665 amu

इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान = 0.000 548 6 a. खाना खा लो।

इन मूल्यों का उपयोग करके, प्रत्येक विशेष न्यूक्लाइड के समस्थानिक द्रव्यमान की गणना की जा सकती है। उदाहरण के लिए, एक न्यूक्लाइड का समस्थानिक द्रव्यमान 17 प्रोटॉन, 18 न्यूट्रॉन और 17 इलेक्ट्रॉनों के द्रव्यमान का योग है:

हालांकि, सटीक प्रयोगात्मक डेटा से संकेत मिलता है कि समस्थानिक द्रव्यमान का मान 34.968 85 a.u. ई.एम. परिकलित और प्रयोगात्मक रूप से पाए गए मूल्यों के बीच विसंगति है इसे द्रव्यमान दोष कहा जाता है, द्रव्यमान दोष का कारण भाग में समझाया गया है। 1.3.

सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के पैमाने में, समस्थानिक द्रव्यमान को उनके विभाजन के परिणाम के रूप में न्यूक्लाइड के द्रव्यमान के बारहवें हिस्से के रूप में दर्शाया जाता है। इस प्रकार, एक समस्थानिक का सापेक्ष समस्थानिक द्रव्यमान है

ध्यान दें कि सापेक्ष समस्थानिक द्रव्यमान आयामहीन इकाइयों में व्यक्त किए जाते हैं।

एक रासायनिक तत्व के एटी का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान, समस्थानिक सामग्री को ध्यान में रखते हुए, सापेक्ष समस्थानिक द्रव्यमान का अंकगणितीय औसत है। इसकी गणना प्रत्येक समस्थानिक के सापेक्ष समस्थानिक द्रव्यमान और उसके सापेक्ष बहुतायत के उत्पादों के योग द्वारा की जाती है।

निम्नलिखित डेटा का उपयोग करके क्लोरीन के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की गणना करें:

1846. एक तटस्थ परमाणु में कितने इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर चक्कर लगाते हैं:
a) कार्बन b) सिल्वर c) यूरेनियम?

1847. ऑक्सीजन परमाणुओं के नाभिक का आवेश (प्राथमिक आवेशों में) क्या है! gO, पोटेशियम JgK और कॉपर ggCu? द्रव्यमान खोजें(am.u. में) समान तत्वों के परमाणुओं के नाभिक।

1848. किस तत्व के परमाणु के नाभिक का द्रव्यमान कम है: मैग्नीशियम 12 मिलीग्राम या हाइड्रोजन जेएच? कितनी बार?

1849. नाइट्रोजन परमाणु ^N के नाभिक की द्रव्यमान संख्या क्या है? amu . में नाभिक का द्रव्यमान कितना होता है (पूर्णांक तक)?

1850. नाइट्रोजन परमाणु ^N के नाभिक की आवेश संख्या क्या है? नाभिक का आवेश क्या है (प्राथमिक आवेशों में e)?

1851. ब्रोमीन परमाणु में 3°Br में इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करें।(प्राथमिक आवेशों में) सभी इलेक्ट्रॉनों का कुल आवेश क्या है?

1852. बोरॉन परमाणु के नाभिक में कितने न्यूक्लियॉन शामिल होते हैं !!? B? टिन XgQB? पोलोनियम 2™ आरओ?

1853. एक परमाणु के नाभिक में कितने प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं:
ए) हीलियम आईएचई;
बी) एल्युमिनियम 13 ए1;
सी) फास्फोरस 15 आर?

1854. उदासीन लिथियम परमाणु के लिए gLi निर्धारित करें

1855. एक तटस्थ फ्लोरीन परमाणु के लिए, निर्धारित करेंन्यूक्लियॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या।

1856. एक तटस्थ नियॉन परमाणु में निहित न्यूक्लियॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करें 20 Neलोईएनसी.

1857. एक तटस्थ जस्ता परमाणु के लिए ^Zn निर्धारित करेंन्यूक्लियॉन, प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों की संख्या।

1858. तटस्थ परमाणुओं में प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉनों और न्यूक्लियॉन की संख्या निर्धारित करें: ^O; ^ओ; ^ओ? कैसेक्या ये परमाणु अलग हैं? उन दोनों में क्या समान है?

1859. रेडियम 2ggRa के प्राकृतिक रेडियोधर्मी क्षय की प्रतिक्रिया लिखिए, जिसमें एक कण उत्सर्जित होता है।परिणामी रासायनिक तत्व का पता लगाएं।

1860. एक p-कण के उत्सर्जन के साथ लेड आइसोटोप 2^Pb C के रेडियोधर्मी क्षय की प्रतिक्रिया लिखिए। कितने बजेयह लेड के समस्थानिक के केंद्रक को परिवर्तित करता है?

1861. प्लूटोनियम के रेडियोधर्मी क्षय की प्रतिक्रिया लिखिए, जिसके परिणामस्वरूप 2g®Pu यूरेनियम में बदल जाता है।235 टी 92 यू *

1862. सोडियम के रेडियोधर्मी क्षय की प्रतिक्रिया लिखिए, जिसके परिणामस्वरूप 22 Na मैग्नीशियम में परिवर्तित हो जाता है।

1863. निम्नलिखित रेडियोधर्मी क्षय प्रतिक्रियाओं में अज्ञात तत्व खोजें:
जेडएक्स^2°!पीबी+>;

1864। क्रिप्टन परमाणु के नाभिक ^ क्र ने छह बार रेडियोधर्मी (3-क्षय) का अनुभव किया। परिणाम क्या था? प्रतिक्रियाओं को लिखिए।

1865। क्सीनन परमाणु ^JXe का नाभिक सेरियम परमाणु ^gCe के स्थिर नाभिक में बदल जाता है। कितने इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित होते हैं? इन प्रतिक्रियाओं को लिखिए।

1866. नाभिक द्वारा y-क्वांटम उत्सर्जित होने पर किसी तत्व की द्रव्यमान संख्या कैसे बदलती है? क्या इस मामले में नाभिक का द्रव्यमान और तत्व की क्रम संख्या बदल जाती है?

परमाणु नाभिक की द्रव्यमान संख्या क्या है? द्रव्यमान संख्या संख्यात्मक रूप से नाभिक के न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के योग के बराबर होती है। यह अक्षर ए द्वारा दर्शाया गया है। "द्रव्यमान संख्या" की अवधारणा इस तथ्य के कारण प्रकट हुई कि नाभिक का द्रव्यमान परमाणु कणों की संख्या के कारण होता है। नाभिक का द्रव्यमान और कणों की संख्या कैसे संबंधित हैं? चलो पता करते हैं।

परमाणु की संरचना

किसी भी परमाणु में एक नाभिक और इलेक्ट्रॉन होते हैं। हाइड्रोजन परमाणु को छोड़कर, क्योंकि इसमें केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है। नाभिक धनात्मक आवेशित होता है। ऋणात्मक आवेश इलेक्ट्रॉनों द्वारा वहन किया जाता है। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन का आवेश -1 लिया जाता है। परमाणु समग्र रूप से विद्युत रूप से तटस्थ होता है, अर्थात इसका कोई आवेश नहीं होता है। इसका अर्थ है कि ऋणात्मक आवेश वाले कणों की संख्या, यानी इलेक्ट्रॉनों की संख्या, नाभिक के धनात्मक आवेश के बराबर होती है। उदाहरण के लिए, एक ऑक्सीजन परमाणु में, परमाणु आवेश +8 और इलेक्ट्रॉन 8 होते हैं, एक कैल्शियम परमाणु में, परमाणु आवेश +20 होता है, और 20 इलेक्ट्रॉन होते हैं।

नाभिक की संरचना

नाभिक में दो प्रकार के कण होते हैं - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन। प्रोटॉन धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं, न्यूट्रॉन पर कोई आवेश नहीं होता है। इस प्रकार प्रोटॉन नाभिक को आवेश देते हैं। प्रत्येक प्रोटॉन का आवेश +1 लिया जाता है। यानी नाभिक में कितने प्रोटॉन समाहित हैं, यह पूरे नाभिक का प्रभार होगा। उदाहरण के लिए, कार्बन नाभिक में 6 प्रोटॉन होते हैं, परमाणु आवेश +6 होता है।

मेंडलीफ के तत्वों की आवधिक प्रणाली में, सभी तत्वों को नाभिक के आवेश को ठीक से बढ़ाने के क्रम में व्यवस्थित किया जाता है। हाइड्रोजन का परमाणु आवेश +1 है, यह पहले स्थित है; हीलियम में +2 है, यह तालिका में दूसरे स्थान पर है; लिथियम में +3 है, यह तीसरा है और इसी तरह। अर्थात्, नाभिक का आवेश तालिका में तत्व की क्रमिक (परमाणु) संख्या से मेल खाता है।

सामान्य तौर पर, कोई भी परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है। इसका मतलब है कि इलेक्ट्रॉनों की संख्या नाभिक के आवेश के बराबर होती है, यानी प्रोटॉन की संख्या। और चूंकि प्रोटॉन की संख्या किसी तत्व की परमाणु संख्या निर्धारित करती है, इस परमाणु संख्या को जानकर, हम इस प्रकार इलेक्ट्रॉनों की संख्या, प्रोटॉन की संख्या और नाभिक के आवेश को जानते हैं।

एक परमाणु का द्रव्यमान

एक परमाणु (M) का द्रव्यमान उसके घटक भागों, यानी इलेक्ट्रॉनों और नाभिक के द्रव्यमान से निर्धारित होता है। नाभिक की तुलना में इलेक्ट्रॉन बहुत हल्के होते हैं और पूरे परमाणु के द्रव्यमान में लगभग कुछ भी योगदान नहीं करते हैं। अर्थात् परमाणु का द्रव्यमान उसके नाभिक के द्रव्यमान से निर्धारित होता है। मास नंबर क्या है? नाभिक का द्रव्यमान इसकी संरचना बनाने वाले कणों की संख्या से निर्धारित होता है - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन। इस प्रकार, द्रव्यमान संख्या नाभिक का द्रव्यमान है, जिसे द्रव्यमान (ग्राम) की इकाइयों में नहीं, बल्कि कणों की संख्या में व्यक्त किया जाता है। बेशक, ग्राम में व्यक्त नाभिक (एम) का पूर्ण द्रव्यमान ज्ञात है। लेकिन ये बहुत कम संख्याएं हैं जो नकारात्मक शक्तियों में व्यक्त की जाती हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन परमाणु का द्रव्यमान m (C) \u003d 1.99 10 -23 g। ऐसी संख्याओं का उपयोग करना असुविधाजनक है। और यदि द्रव्यमान के निरपेक्ष मूल्यों की कोई आवश्यकता नहीं है, लेकिन आपको केवल तत्वों या कणों के द्रव्यमान की तुलना करने की आवश्यकता है, तो वे परमाणुओं के सापेक्ष द्रव्यमान (A r) का उपयोग करते हैं, जिसे amu में व्यक्त किया जाता है। परमाणु के सापेक्ष द्रव्यमान को आवर्त सारणी में दर्शाया गया है, उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन में 14.007 है। किसी परमाणु का आपेक्षिक द्रव्यमान, जो निकटतम पूर्ण संख्या के लिए गोल होता है, तत्व के नाभिक (A) की द्रव्यमान संख्या होती है। द्रव्यमान संख्याएँ ऐसी हैं कि उनका उपयोग करना सुविधाजनक है - वे हमेशा पूर्णांक होते हैं: 1, 2, 3, और इसी तरह। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन में 14 है, कार्बन में 12 है। वे ऊपरी बाएँ सूचकांक के साथ लिखे गए हैं, उदाहरण के लिए, 14 N या 12 C।

आपको द्रव्यमान संख्या जानने की आवश्यकता कब होती है?

आवर्त प्रणाली (Z) में किसी तत्व की द्रव्यमान संख्या (A) और परमाणु संख्या जानने के बाद, न्यूट्रॉन की संख्या निर्धारित की जा सकती है। ऐसा करने के लिए, द्रव्यमान संख्या से प्रोटॉन घटाएं।

द्रव्यमान संख्या जानने के बाद, आप नाभिक या पूरे परमाणु के द्रव्यमान की गणना कर सकते हैं। चूंकि नाभिक का द्रव्यमान इसकी संरचना बनाने वाले कणों के द्रव्यमान से निर्धारित होता है, यह इन कणों की संख्या और इन कणों के द्रव्यमान के गुणनफल के बराबर होता है, अर्थात न्यूट्रॉन के द्रव्यमान का गुणनफल और द्रव्यमान संख्या। न्यूट्रॉन का द्रव्यमान प्रोटॉन के द्रव्यमान के बराबर होता है, सामान्य तौर पर उन्हें एक न्यूक्लियॉन (परमाणु कण) के द्रव्यमान के रूप में दर्शाया जाता है।

उदाहरण के लिए, एक एल्यूमीनियम परमाणु के द्रव्यमान पर विचार करें। जैसा कि मेंडलीफ के तत्वों की आवर्त सारणी से देखा जा सकता है, एल्यूमीनियम का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 26.992 है। गोल करने पर, हमें एल्युमिनियम कोर 27 की द्रव्यमान संख्या प्राप्त होती है। यानी इसके कोर में 27 कण होते हैं। एक कण का द्रव्यमान 1.67 10-24 ग्राम के बराबर एक स्थिर मूल्य है। फिर, एल्यूमीनियम कोर का द्रव्यमान है: 27 1.67 ∙ 10 -24 ग्राम = 4.5 10-23 ग्राम।

रेडियोधर्मी क्षय प्रतिक्रियाओं या परमाणु प्रतिक्रियाओं को संकलित करते समय आपको जानने के लिए आवश्यक तत्वों के नाभिक की द्रव्यमान संख्या क्या है। उदाहरण के लिए, जब यूरेनियम 235 यू एक न्यूट्रॉन 1 एन को पकड़ता है, तो बेरियम 141 बा और क्रिप्टन 92 क्र के नाभिक बनते हैं, साथ ही तीन मुक्त न्यूट्रॉन 1 एन। ऐसी प्रतिक्रियाओं को संकलित करते समय, नियम का उपयोग किया जाता है: समीकरण के दाईं और बाईं ओर द्रव्यमान संख्याओं का योग नहीं बदलता है। 235+1 = 92+141+3.

प्रशन।

1. प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ क्या कहते हैं?

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को सामूहिक रूप से न्यूक्लियॉन कहा जाता है।

2. द्रव्यमान संख्या क्या कहलाती है और इसे किस अक्षर से निरूपित किया जाता है?

द्रव्यमान संख्या A नाभिक में नाभिकों की संख्या है।

3. किसी परमाणु के द्रव्यमान (एमयू में) के संख्यात्मक मान और उसकी द्रव्यमान संख्या के बारे में क्या कहा जा सकता है?

द्रव्यमान संख्या एमयू में व्यक्त नाभिक के द्रव्यमान के बराबर है, पूर्णांकों के लिए गोल।

4. नाम क्या है और कौन सा अक्षर नाभिक में प्रोटॉन की संख्या को दर्शाता है?

नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या को आवेश संख्या Z कहते हैं।

5. किसी रासायनिक तत्व के लिए D. I. Mendeleev की तालिका में आवेश संख्या, नाभिक के आवेश (प्राथमिक विद्युत आवेशों में व्यक्त) और क्रमांक के बारे में क्या कहा जा सकता है?

आवेश संख्या प्राथमिक विद्युत आवेशों में व्यक्त नाभिक के आवेश और डी.आई. मेंडेलीफ की तालिका में क्रमांक के बराबर होती है।

6. किसी भी रासायनिक तत्व के केंद्रक को निर्दिष्ट करना आम तौर पर कैसे स्वीकार किया जाता है?

7. कौन सा अक्षर नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या को दर्शाता है?

एक नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या को N से दर्शाया जाता है।

8. नाभिक में द्रव्यमान संख्या, आवेश संख्या और न्यूट्रॉन की संख्या से कौन सा सूत्र संबंधित है?

9. नाभिक के प्रोटॉन-न्यूट्रॉन मॉडल के दृष्टिकोण से समान आवेशों और विभिन्न द्रव्यमानों वाले नाभिकों के अस्तित्व की व्याख्या कैसे की जाती है?

यह इस तथ्य के कारण है कि ऐसे नाभिक में प्रोटॉन की संख्या समान होती है, लेकिन न्यूट्रॉन की एक अलग संख्या होती है, रासायनिक तत्वों की ऐसी किस्मों को आइसोटोप कहा जाता है।

व्यायाम।

1. 94Be बेरिलियम परमाणु के नाभिक में कितने न्यूक्लियॉन होते हैं? इसमें कितने प्रोटॉन होते हैं? न्यूट्रॉन?

2. पोटेशियम परमाणु के लिए 39 19 K निर्धारित करें: a) आवेश संख्या; बी) प्रोटॉन की संख्या; ग) नाभिकीय आवेश (प्राथमिक विद्युत आवेशों में); डी) इलेक्ट्रॉनों की संख्या; ई) डी। आई। मेंडेलीव की तालिका में क्रम संख्या; च) नाभिक की द्रव्यमान संख्या; छ) नाभिकों की संख्या; ए) न्यूट्रॉन की संख्या; i) नाभिक का द्रव्यमान (एमयू में, पूर्णांकों के लिए सटीक)।

3. डी.आई. मेंडेलीव की तालिका का उपयोग करके निर्धारित करें, जिस परमाणु में रासायनिक तत्व है: ए) नाभिक में 3 प्रोटॉन; बी) 9 इलेक्ट्रॉन।

4. α-क्षय के दौरान, प्रारंभिक नाभिक, एक α-कण 4 2 He उत्सर्जित करता है, दूसरे रासायनिक तत्व के परमाणु के नाभिक में बदल जाता है। उदाहरण के लिए, मूल तत्व की तुलना में कितनी कोशिकाओं और किस दिशा में (मेंडेलीफ की तालिका के आरंभ या अंत तक) विस्थापित तत्व है? एक नोटबुक में α-क्षय के लिए नीचे दिए गए शिफ्ट नियम को फिर से लिखें, अंतराल को भरना: एक रासायनिक तत्व के α-क्षय के दौरान, दूसरा तत्व बनता है, जो डी.आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी में स्थित है ... कोशिकाओं के करीब इसके लिए मूल की तुलना में।

परिणामी तत्व को दो कोशिकाओं को तालिका की शुरुआत में स्थानांतरित कर दिया गया है।
एक रासायनिक तत्व के α - क्षय के साथ, एक और तत्व बनता है, जो डी.आई. मेंडेलीव की तालिका में स्थित है, मूल की तुलना में इसकी शुरुआत के करीब दो कोशिकाएं।

5. मूल नाभिक के β-क्षय के दौरान, इस नाभिक में प्रवेश करने वाले न्यूट्रॉन में से एक प्रोटॉन में बदल जाता है, एक इलेक्ट्रॉन 0 -1 e और एक एंटीन्यूट्रिनो 0 0 v (एक कण जो आसानी से ग्लोब से होकर गुजरता है और संभवतः, कोई द्रव्यमान नहीं)। इलेक्ट्रॉन और एंटीन्यूट्रिनो नाभिक से बाहर निकलते हैं, जबकि प्रोटॉन नाभिक में रहता है, जिससे इसका चार्ज एक से बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए, नीचे दिए गए β-क्षय के लिए शिफ्ट नियम को फिर से लिखें, आवश्यक शब्दों के साथ अंतराल को भरें: एक रासायनिक तत्व के β-क्षय के दौरान, दूसरा तत्व बनता है, जो डी। आई। मेंडेलीव एक की तालिका में स्थित है। .. सेल के करीब ... मूल की तुलना में तालिका।

परिणामी तत्व को एक सेल को तालिका के अंत में स्थानांतरित कर दिया जाता है।
एक रासायनिक तत्व के β-क्षय के साथ, एक अन्य तत्व का निर्माण होता है, जो डी.आई. मेंडेलीव की तालिका में मूल एक की तुलना में इसके अंत के करीब एक सेल में स्थित है।

परमाणु नाभिक का अध्ययन निम्नलिखित प्रायोगिक तथ्यों की स्थापना के बाद शुरू हुआ: 1) 1896 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक हेनरी बेकरेल द्वारा प्राकृतिक रेडियोधर्मिता की खोज; 2) 1910 में अंग्रेजी वैज्ञानिक सोडी द्वारा रासायनिक तत्वों के समस्थानिक की खोज; 3) महान अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट रदरफोर्ड द्वारा 1911 में प्रस्तावित परमाणु का परमाणु मॉडल।

रदरफोर्ड, रेडियोधर्मिता की जांच करते हुए, 1908 में इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि रेडियोधर्मी क्षय के दौरान, कुछ रासायनिक तत्वों के परमाणुओं का अन्य तत्वों के परमाणुओं में परिवर्तन होता है। बाद में, सोने की पतली फिल्मों के माध्यम से कई मेगाइलेक्ट्रॉन-वोल्ट की ऊर्जा वाले ए-कणों के पारित होने का अध्ययन करते हुए, रदरफोर्ड ने परमाणु के परमाणु मॉडल की खोज की, जिसके बाद यह स्पष्ट हो गया कि रेडियोधर्मिता के दौरान, कुछ तत्वों के नाभिक में परिवर्तित हो जाते हैं। अन्य तत्वों के नाभिक।

आइसोटोपी की खोज ने एक और भूमिका निभाई। परमाणु भार, अर्थात्। रासायनिक रूप से शुद्ध तत्वों के परमाणुओं का द्रव्यमान, एक नियम के रूप में, a.m.u. में व्यक्त किया जाता है। संख्याएँ जो पूर्णांकों के बहुत निकट नहीं हैं। उदाहरण के लिए, बोरॉन (बी) का परमाणु भार 10.82 है; ने - 20.183; सीएल - 35.457; फे -56.85;…। आइसोटोपी की खोज के साथ, यह राय स्थापित हो गई थी कि रासायनिक रूप से शुद्ध तत्व समस्थानिकों का मिश्रण होता है जो परमाणु भार में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। समस्थानिकों के परमाणु भार तत्वों के परमाणु भार की तुलना में पूर्णांकों के अधिक निकट होते हैं, और समस्थानिक जितना करीब होता है, उतना ही हल्का होता है, अर्थात। उसका परमाणु भार जितना कम होगा। इसने वैज्ञानिकों को इस विचार के लिए प्रेरित किया कि नाभिक में ऐसे कण होते हैं जिनके परमाणु भार एकता के करीब होते हैं। यह स्थिति हाइड्रोजन परमाणु के नाभिक द्वारा अच्छी तरह से संतुष्ट है - एक प्रोटॉन, जिसका परमाणु भार एकता (1.008) के करीब है। इसके अलावा, चूंकि प्रोटॉन का आवेश धनात्मक होता है, इसलिए यह विचार उत्पन्न हुआ कि नाभिक की संरचना में आवश्यक रूप से प्रोटॉन शामिल होने चाहिए। नाभिक के अन्य घटक कणों को पता लगाने में काफी समय लगा। प्राकृतिक β-गतिविधि की घटना से संकेत मिलता है कि नाभिक की संरचना में इलेक्ट्रॉनों को शामिल किया गया था। इसलिए, नाभिक का एक प्रोटॉन-इलेक्ट्रॉन मॉडल प्रस्तावित किया गया था। हालांकि, प्रोटॉन-इलेक्ट्रॉन मॉडल अस्थिर निकला। इस मॉडल के अनुसार, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की एक सम संख्या से बने नाभिक का स्पिन पूर्णांक होना चाहिए (एक प्रोटॉन का स्पिन, एक इलेक्ट्रॉन के स्पिन की तरह, ½ है), और व्यवहार में, अर्ध-पूर्णांक संख्याएं हैं भी मनाया। मॉडल ने यह नहीं बताया कि नाभिक का चुंबकीय क्षण इलेक्ट्रॉन के चुंबकीय क्षण से 2000 गुना कम क्यों है। अंत में, प्रोटॉन-इलेक्ट्रॉन मॉडल हाइजेनबर्ग सिद्धांत के विरोध में निकला। नाभिक के आकार को जानने के बाद, इलेक्ट्रॉन की गति के परिमाण का अनुमान लगाना संभव है, जो कि नाभिक का हिस्सा है, और, परिणामस्वरूप, इसकी ऊर्जा का परिमाण। इस तरह के अनुमान बताते हैं कि एक नाभिक में एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा लगभग 200 MeV होती है। प्रयोग के अनुसार, नाभिक में एक कण की बंधन ऊर्जा 7 - 8 MeV है। इसके अलावा, 200 MeV की ऊर्जा β-क्षय के दौरान नाभिक द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा से कई गुना अधिक होती है।

1932 में रदरफोर्ड के सहयोगी चाडविक ने एक नए प्राथमिक कण, न्यूट्रॉन की खोज के बाद कठिनाई से बाहर निकलने का रास्ता खोजा। न्यूट्रॉन का द्रव्यमान लगभग एक प्रोटॉन के द्रव्यमान के बराबर होता है, इससे थोड़ा अधिक होता है, और विद्युत आवेश 0 होता है। न्यूट्रॉन की खोज के कुछ समय बाद, 1934 में, सोवियत भौतिक विज्ञानी डी.डी. इवानेंको ने प्रोटॉन के बारे में एक परिकल्पना सामने रखी- नाभिक की न्यूट्रॉन संरचना। इसी परिकल्पना को हाइजेनबर्ग ने स्वतंत्र रूप से प्रस्तावित किया था।

वर्तमान में नाभिक की प्रोटॉन-न्यूट्रॉन संरचनासार्वभौमिक रूप से मान्यता प्राप्त है और नाभिक और सभी परमाणु भौतिकी के बारे में आधुनिक विचारों को रेखांकित करता है।

आधुनिक आंकड़ों के अनुसार, प्रोटॉन (p) पर इलेक्ट्रोड के आवेश के बराबर धनात्मक आवेश होता है क्यूपी= 1.6. 10 -19 सी और बाकी द्रव्यमान एमपी= (1.0075957 ±0.000001) अमु = (1836.09±0.01) मुझे।

न्यूट्रॉन (एन) - बाकी द्रव्यमान के साथ तटस्थ कण मैं नहीं= (1.008982 ± 0.000003) पूर्वाह्न = (1838.63 ± 0.01) मुझे,जहां 1amu = 1.667। 10 -27 किग्रा - सी 12 परमाणु के द्रव्यमान का 1/12;

मुझे= 9.106। 10 -31 किग्रा – एक इलेक्ट्रॉन का शेष द्रव्यमान।

आधुनिक भौतिकी में यह माना जाता है कि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन एक ही कण की दो आवेश अवस्थाएँ हैं, जिन्हें कहा जाता है न्युक्लियोन(अक्षांश से। नाभिक - कोर)। तो, प्रोटॉन न्यूक्लियॉन की प्रोटॉन अवस्था है, न्यूट्रॉन न्यूक्लियॉन की न्यूट्रॉन अवस्था है। एक परमाणु के नाभिक में कुल नाभिकों की संख्या कहलाती है मास नंबर ए।

परमाणु नाभिक चार्ज Ze . द्वारा विशेषता है , कहाँ पे Z नाभिक की आवेश संख्या है,नाभिक में प्रोटॉन की संख्या के बराबर और मेंडेलीव के तत्वों की आवधिक प्रणाली में रासायनिक तत्व की क्रम संख्या के साथ मेल खाता है। आवर्त सारणी के वर्तमान में ज्ञात 107 तत्वों में Z = 1 से Z = 107 तक नाभिक की आवेश संख्याएँ हैं। चूँकि Z नाभिक में प्रोटॉन की संख्या के बराबर है, नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या है: N = A - Z परमाणु भौतिकी में, नाभिक को तटस्थ परमाणु के समान प्रतीक के रूप में नामित करने की प्रथा है: , जहां एक्स- चिन्ह, प्रतीक

रासायनिक तत्व, जेड- परमाणु क्रमांक (नाभिक में प्रोटॉनों की संख्या), लेकिन-द्रव्यमान संख्या (नाभिक में नाभिकों की संख्या)।

चूंकि परमाणु तटस्थ है, नाभिक का आवेश परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करता है। इलेक्ट्रॉनों की संख्या परमाणु में राज्यों पर उनके वितरण को निर्धारित करती है, जो बदले में, परमाणु के रासायनिक गुणों को निर्धारित करती है। नतीजतन, नाभिक का आवेश किसी दिए गए रासायनिक तत्व की विशिष्टता को निर्धारित करता है, अर्थात, एक परमाणु में इलेक्ट्रॉनों की संख्या, उनके इलेक्ट्रॉन कोशों का विन्यास, अंतर्परमाण्विक विद्युत क्षेत्र का परिमाण और प्रकृति निर्धारित करता है।

एक ही जेड के साथ कर्नेल लेकिन अलग लेकिन(अर्थात, विभिन्न संख्या में न्यूट्रॉन के साथ) समस्थानिक कहलाते हैं, और नाभिक समान होते हैं लेकिन,लेकिन अलग Z आइसोबार। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन ( जेड= 1) में तीन समस्थानिक हैं; - प्रोटियम ( जेड =1, एन= 0) ; - ड्यूटेरियम, ( जेड =1, एन= 1); - ट्रिटियम ( जेड =1, एन= 2)। अधिकांश मामलों में, एक ही रासायनिक तत्व के समस्थानिकों में समान रासायनिक और लगभग समान भौतिक गुण होते हैं (अपवाद हाइड्रोजन समस्थानिक है), जो मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉन गोले की संरचना द्वारा निर्धारित होते हैं, जो कि समान है इस तत्व के सभी समस्थानिक।

निम्नलिखित नाभिक आइसोबार नाभिक के उदाहरण के रूप में कार्य कर सकते हैं: , , । वर्तमान में, 2500 से अधिक नाभिक ज्ञात हैं जो या तो भिन्न हैं जेड,या ए, अथवा दोनों।

रदरफोर्ड ने दिखाया कि परमाणु नाभिक में लगभग 10 -14 - 10 -15 मीटर के आयाम होते हैं (तुलना के लिए, परमाणु के रैखिक आयाम लगभग 10-10 मीटर होते हैं)। कोर त्रिज्या - अनुभवजन्य सूत्र द्वारा दिया गया आर = आर 0 ए 1/3 जहां R0= (1.3 1.7) 10 -15 मीटर हालांकि, इस अवधारणा का उपयोग करते समय, इसकी अस्पष्टता के कारण देखभाल की जानी चाहिए, उदाहरण के लिए, कोर सीमा के धुंधला होने के कारण। नाभिक का आयतन नाभिक में नाभिकों की संख्या के समानुपाती होता है। नतीजतन, सभी नाभिकों के लिए परमाणु पदार्थ का घनत्व लगभग समान होता है: ρ » 10 17 किग्रा/मी 3।