მასური რიცხვი არის პროტონებისა და ნეიტრონების საერთო რაოდენობა ატომის ბირთვში. იგი აღინიშნება ა.

კონკრეტულ ატომურ ბირთვზე საუბრისას, ჩვეულებრივ გამოიყენება ტერმინი ნუკლიდი, ხოლო ბირთვულ ნაწილაკებს, პროტონებსა და ნეიტრონებს, ერთობლივად უწოდებენ ნუკლეონებს.

ატომური ნომერი.

ელემენტის ატომური რიცხვი იგივეა, რაც პროტონების რაოდენობა მისი ატომის ბირთვში. იგი აღინიშნება სიმბოლოთი Z. ატომური რიცხვი დაკავშირებულია მასურ რიცხვთან შემდეგი დამოკიდებულებით:

სადაც N არის ნეიტრონების რაოდენობა ატომის ბირთვში.

თითოეულ ქიმიურ ელემენტს ახასიათებს კონკრეტული ატომური რიცხვი. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ორ ელემენტს არ შეიძლება ჰქონდეს იგივე ატომური ნომერი. ატომური რიცხვი უდრის არა მხოლოდ მოცემული ელემენტის ატომების ბირთვში პროტონების რაოდენობას, არამედ ატომის ბირთვის გარშემო მყოფი ელექტრონების რაოდენობასაც. ეს იმიტომ ხდება, რომ ატომი მთლიანობაში არის ელექტრულად ნეიტრალური ნაწილაკი. ამრიგად, ატომის ბირთვში პროტონების რაოდენობა უდრის ბირთვის გარშემო მყოფი ელექტრონების რაოდენობას. ეს განცხადება არ ეხება იონებს, რომლებიც, რა თქმა უნდა, დამუხტული ნაწილაკებია.

ელემენტების ატომური რიცხვების პირველი ექსპერიმენტული დასაბუთება 1913 წელს მიიღო ჰენრი მოსელიმ, რომელიც მუშაობდა ოქსფორდში. მან დაბომბა მყარი ლითონის სამიზნეები კათოდური სხივებით. (1909 წელს ბარკლამ და ქეიმ უკვე აჩვენეს, რომ ნებისმიერი მყარი ელემენტი, კათოდური სხივების სწრაფი სხივით დაბომბვისას, ასხივებს ამ ელემენტისთვის დამახასიათებელ რენტგენულ სხივებს.) მოსელიმ გააანალიზა დამახასიათებელი რენტგენის სხივები ფოტოგრაფიული ჩაწერის ტექნიკის გამოყენებით. მან აღმოაჩინა, რომ დამახასიათებელი რენტგენის გამოსხივების ტალღის სიგრძე იზრდება ლითონის ატომურ წონასთან (მასასთან) და აჩვენა, რომ ამ რენტგენის გამოსხივების სიხშირის კვადრატული ფესვი პირდაპირპროპორციულია ზოგიერთი მთელი რიცხვის მიმართ, რომელიც მან აღნიშნა სიმბოლო

მოსელიმ აღმოაჩინა, რომ ეს რიცხვი დაახლოებით ემთხვევა ატომური მასის მნიშვნელობის ნახევარს. მან დაასკვნა, რომ ეს რიცხვი - ელემენტის ატომური რიცხვი - მისი ატომების ფუნდამენტური თვისებაა. აღმოჩნდა, რომ ტოლი იყო მოცემული ელემენტის ატომში პროტონების რაოდენობა. ამრიგად, მოსელიმ დააკავშირა დამახასიათებელი რენტგენის გამოსხივების სიხშირე გამოსხივების ელემენტის სერიულ ნომერს (მოსელის კანონი). ამ კანონს დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა ქიმიური ელემენტების პერიოდული კანონის დასამტკიცებლად და ელემენტების ატომური რაოდენობის ფიზიკური მნიშვნელობის დადგენისთვის.

მოსელის კვლევამ მას საშუალება მისცა გამოეტანა სამი ელემენტის არსებობა, რომლებიც იმ დროისთვის დაკარგული იყო პერიოდულ სისტემაში ატომური ნომრებით 43, 61 და 75. ეს ელემენტები მოგვიანებით აღმოაჩინეს და მიიღეს სახელები, შესაბამისად, ტექნეტიუმი, პრომეთიუმი და რენიუმი.

მოსელი გარდაიცვალა პირველი მსოფლიო ომის ბრძოლებში.

ნუკლიდების სიმბოლოები.

ჩვეულებრივ მიეთითება ნუკლიდის მასური რიცხვი, როგორც ზემოწერი, ხოლო ატომური რიცხვი, როგორც ხელმოწერა ელემენტის სიმბოლოს მარცხნივ. მაგალითად, ჩანაწერი ნიშნავს, რომ ამ ნახშირბადის ნუკლიდს (ისევე როგორც ნახშირბადის ყველა სხვა ნუკლიდს) აქვს ატომური ნომერი 6. ამ კონკრეტულ ნუკლიდს აქვს მასური რიცხვი 12. სხვა ნახშირბადის ნუკლიდის სიმბოლო შეესაბამება სიმბოლოს ვინაიდან ყველა ნახშირბადის ნუკლიდი აქვს ატომური ნომერი 6, მითითებული ნუკლიდი ხშირად იწერება უბრალოდ, როგორც ან carbon-14.

იზოტოპები.

იზოტოპები არის ერთი და იგივე ელემენტის ატომური ჯიშები სხვადასხვა თვისებებით. ისინი განსხვავდებიან ბირთვში ნეიტრონების რაოდენობით. ამრიგად, ერთი და იგივე ელემენტის იზოტოპებს აქვთ იგივე ატომური რიცხვი, მაგრამ განსხვავებული მასობრივი რიცხვები. მაგიდაზე. 1.1 გვიჩვენებს მასობრივი რიცხვის A, ატომური რიცხვის Z და N ნეიტრონების რაოდენობას ნახშირბადის სამი იზოტოპის ატომების ბირთვში.

ცხრილი 1.1. ნახშირბადის იზოტოპები

ელემენტების იზოტოპური შემცველობა.

უმეტეს შემთხვევაში, თითოეული ელემენტი არის სხვადასხვა იზოტოპების ნაზავი. ასეთ ნარევში თითოეული იზოტოპის შემცველობას იზოტოპური სიმრავლე ეწოდება. მაგალითად, სილიციუმი გვხვდება ბუნებრივ ნაერთებში შემდეგი ბუნებრივი იზოტოპური სიმრავლით: . გაითვალისწინეთ, რომ ელემენტის მთლიანი იზოტოპური სიმრავლე უნდა იყოს ზუსტად 100%. თითოეული ამ იზოტოპის ფარდობითი იზოტოპური სიმრავლე არის 0,9228, 0,0467 და 0,0305, შესაბამისად. ამ რიცხვების ჯამი არის ზუსტად 10000.

ატომური მასის ერთეული (a.m.u.).

დღეისათვის ატომური მასის ერთეულის განსაზღვრის სტანდარტად აღებულია ნუკლიდის მასა.ამ ნუკლიდს ენიჭება 12.0000 ამუს მასა. ამრიგად, ატომური მასის ერთეული უდრის ამ ნუკლიდის მასის მეთორმეტედს. ატომური მასის ერთეულის ნამდვილი მნიშვნელობა არის კგ. სამ ფუნდამენტურ ნაწილაკს, რომლებიც ქმნიან ატომს, აქვთ შემდეგი მასები:

პროტონის მასა = 1,007277 ამუ

ნეიტრონის მასა = 1,008665 ამუ

ელექტრონული მასა = 0,000 548 6 ა. ჭამე.

ამ მნიშვნელობების გამოყენებით, შეიძლება გამოვთვალოთ თითოეული კონკრეტული ნუკლიდის იზოტოპური მასა. მაგალითად, ნუკლიდის იზოტოპური მასა არის 17 პროტონის, 18 ნეიტრონის და 17 ელექტრონის მასების ჯამი:

თუმცა, ზუსტი ექსპერიმენტული მონაცემები მიუთითებს, რომ იზოტოპურ მასას აქვს 34,968 85 a.u. ე. მ. გამოთვლილ და ექსპერიმენტულად აღმოჩენილ მნიშვნელობებს შორის შეუსაბამობა ეწოდება მასის დეფექტს, მასის დეფექტის მიზეზი ახსნილია სექ. 1.3.

ფარდობითი ატომური მასების მასშტაბში იზოტოპური მასები წარმოდგენილია ნუკლიდის მასის მეთორმეტედზე მათი გაყოფის შედეგად. ამრიგად, იზოტოპის ფარდობითი იზოტოპური მასა არის

გაითვალისწინეთ, რომ ფარდობითი იზოტოპური მასები გამოიხატება განზომილებიანი ერთეულებით.

ქიმიური ელემენტის AT-ის ფარდობითი ატომური მასა არის ფარდობითი იზოტოპური მასების არითმეტიკული საშუალო, იზოტოპური შემცველობის გათვალისწინებით. იგი გამოითვლება თითოეული იზოტოპის ფარდობითი იზოტოპური მასისა და მისი ფარდობითი სიმრავლის პროდუქტების შეჯამებით.

გამოთვალეთ ქლორის ფარდობითი ატომური მასა შემდეგი მონაცემების გამოყენებით:

1846. რამდენი ელექტრონი ბრუნავს ბირთვის გარშემო ნეიტრალურ ატომში:
ა) ნახშირბადი ბ) ვერცხლი გ) ურანი?

1847. რა არის მუხტი (ელემენტარულ მუხტებში e) ჟანგბადის ატომების!gO, კალიუმის JgK და სპილენძის ggCu ბირთვებს? იპოვეთ მასა(a.m.u.) იგივე ელემენტების ატომების ბირთვები.

1848. რომელი ელემენტის ატომის ბირთვის მასაა ნაკლები: მაგნიუმი 12 Mg თუ წყალბადი jH? Რამდენჯერ?

1849. რა არის აზოტის ატომის ბირთვის მასური რიცხვი ^N? რა არის ბირთვის მასა ამუში (მთლიანი რიცხვებამდე)?

1850. რა არის აზოტის ატომის ბირთვის მუხტის რიცხვი ^N? რა არის ბირთვის მუხტი (ელემენტარულ მუხტებში e)?

1851. დაადგინეთ ელექტრონების რაოდენობა ბრომის ატომში 3°Br.რა არის ( ელემენტარულ მუხტებში ე) ყველა ელექტრონის ჯამური მუხტი?

1852. რამდენი ნუკლეონი შედის ბორის ატომის ბირთვში!!?B? თუნუქის XgQB? პოლონიუმი 2™Ro?

1853. რამდენ პროტონს და ნეიტრონს შეიცავს ატომის ბირთვი:
ა) ჰელიუმი IHe;
ბ) ალუმინი 13 A1;
გ) ფოსფორი 15 R?

1854. ლითიუმის ნეიტრალური ატომისთვის gLi განსაზღვრავს

1855. ფტორის ნეიტრალური ატომისთვის განვსაზღვროთნუკლეონების, პროტონების, ნეიტრონების და ელექტრონების რაოდენობა.

1856. განსაზღვრეთ ნუკლეონების, პროტონების, ნეიტრონების და ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც შეიცავს ნეიტრალურ ნეონის ატომს 20 Ne.lOi'NC.

1857. თუთიის ნეიტრალური ატომისთვის ^Zn განსაზღვრავსნუკლეონების, პროტონების, ნეიტრონების და ელექტრონების რაოდენობა.

1858. განსაზღვრეთ პროტონების, ნეიტრონების, ელექტრონების და ნუკლეონების რაოდენობა ნეიტრალურ ატომებში: ^O; ^ ო; ^ ო? Როგორეს ატომები განსხვავებულია? Რა აქვთ საერთო?

1859. ჩაწერეთ რადიუმის 2ggRa ბუნებრივი რადიოაქტიური დაშლის რეაქცია, რომელშიც გამოიყოფა a-ნაწილაკი.იპოვეთ მიღებული ქიმიური ელემენტი.

1860. ჩამოწერეთ ტყვიის 2^Pb C იზოტოპის რადიოაქტიური დაშლის რეაქცია p-ნაწილაკების ემისიასთან. Რა დროსეს გარდაქმნის ტყვიის იზოტოპის ბირთვს?

1861. ჩამოწერეთ პლუტონიუმის რადიოაქტიური დაშლის რეაქცია, რის შედეგადაც 2g®Pu გადაიქცევა ურანად.235 t 92 U *

1862. ჩაწერეთ ნატრიუმის რადიოაქტიური დაშლის რეაქცია, რის შედეგადაც 22 Na გარდაიქმნება მაგნიუმად.

1863. იპოვეთ უცნობი ელემენტები რადიოაქტიური დაშლის შემდეგ რეაქციებში:
zX^2°!Pb+>;

1864. კრიპტონის ატომის ბირთვმა ^Kr განიცადა რადიოაქტიური (3-დაშლა) ექვსჯერ რა ბირთვი იყო შედეგი?ჩაწერეთ რეაქციები.

1865. ქსენონის ატომის ^JXe ბირთვი გარდაიქმნება ცერიუმის ატომის ^gCe სტაბილურ ბირთვად. რამდენი ელექტრონი გამოიყოფა? ჩაწერეთ ეს რეაქციები.

1866. როგორ იცვლება ელემენტის მასური რიცხვი ბირთვის მიერ y-კვანტის გამოსხივებისას? იცვლება თუ არა ამ შემთხვევაში ბირთვის მასა და ელემენტის რიგითი რიცხვი?

რა არის ატომის ბირთვის მასური რიცხვი? მასური რიცხვი რიცხობრივად უდრის ბირთვის ნეიტრონებისა და პროტონების ჯამს. იგი აღინიშნება ასო A. ცნება "მასური რიცხვი" გაჩნდა იმის გამო, რომ ბირთვის მასა გამოწვეულია ბირთვული ნაწილაკების რაოდენობით. როგორ არის დაკავშირებული ბირთვის მასა და ნაწილაკების რაოდენობა? მოდით გავარკვიოთ.

ატომის სტრუქტურა

ნებისმიერი ატომი შედგება ბირთვისა და ელექტრონებისგან. წყალბადის ატომის გარდა, რადგან მას მხოლოდ ერთი ელექტრონი აქვს. ბირთვი დადებითად არის დამუხტული. უარყოფით მუხტს ელექტრონები ატარებენ. თითოეული ელექტრონის მუხტი აღებულია როგორც -1. ატომი მთლიანობაში ელექტრული ნეიტრალურია, ანუ მას არ აქვს მუხტი. ეს ნიშნავს, რომ ნაწილაკების რაოდენობა, რომლებიც ატარებენ უარყოფით მუხტს, ანუ ელექტრონებს, უდრის ბირთვის დადებით მუხტს. მაგალითად, ჟანგბადის ატომში ბირთვული მუხტი არის +8 და ელექტრონები 8, კალციუმის ატომში ბირთვული მუხტი არის +20 და არის 20 ელექტრონი.

ბირთვის სტრუქტურა

ბირთვი შედგება ორი ტიპის ნაწილაკებისგან - პროტონებისა და ნეიტრონებისგან. პროტონები დადებითად არის დამუხტული, ნეიტრონებს არ აქვთ მუხტი. ამრიგად, პროტონები აძლევენ მუხტს ბირთვს. თითოეული პროტონის მუხტი აღებულია როგორც +1. ანუ რამდენ პროტონს შეიცავს ბირთვი, ეს იქნება მთელი ბირთვის მუხტი. მაგალითად, ნახშირბადის ბირთვში არის 6 პროტონი, ბირთვული მუხტი არის +6.

მენდელეევის ელემენტების პერიოდულ სისტემაში ყველა ელემენტი განლაგებულია ბირთვის მუხტის ზუსტად გაზრდის მიზნით. წყალბადს აქვს ბირთვული მუხტი +1, ის მდებარეობს პირველ რიგში; ჰელიუმს აქვს +2, ის მეორეა ცხრილში; ლითიუმს აქვს +3, მესამეა და ასე შემდეგ. ანუ ბირთვის მუხტი შეესაბამება ცხრილის ელემენტის რიგით (ატომურ) რიცხვს.

ზოგადად, ნებისმიერი ატომი ელექტრულად ნეიტრალურია. ეს ნიშნავს, რომ ელექტრონების რაოდენობა უდრის ბირთვის მუხტს, ანუ პროტონების რაოდენობას. და რადგან პროტონების რაოდენობა განსაზღვრავს ელემენტის ატომურ რაოდენობას, ამ ატომური რიცხვის ცოდნა, ჩვენ ვიცით ელექტრონების რაოდენობა, პროტონების რაოდენობა და ბირთვის მუხტი.

ატომის მასა

ატომის მასა (M) განისაზღვრება მისი შემადგენელი ნაწილების, ანუ ელექტრონებისა და ბირთვის მასით. ელექტრონები ძალიან მსუბუქია ბირთვთან შედარებით და თითქმის არაფერს უწყობენ ხელს მთელი ატომის მასას. ანუ ატომის მასა განისაზღვრება ბირთვის მასით. რა არის მასობრივი რიცხვი? ბირთვის მასა განისაზღვრება ნაწილაკების რაოდენობით, რომლებიც ქმნიან მის შემადგენლობას - პროტონებს და ნეიტრონებს. ამრიგად, მასური რიცხვი არის ბირთვის მასა, რომელიც გამოიხატება არა მასის ერთეულებში (გრამებში), არამედ ნაწილაკების რაოდენობაში. რა თქმა უნდა, ცნობილია ბირთვების აბსოლუტური მასა (მ), გამოხატული გრამებით. მაგრამ ეს არის ძალიან მცირე რიცხვები, რომლებიც გამოხატულია უარყოფით ძალებში. მაგალითად, ნახშირბადის ატომის მასა m (C) \u003d 1,99 ∙ 10 -23 გ. მოუხერხებელია ასეთი რიცხვების გამოყენება. და თუ არ არის საჭირო მასის აბსოლუტური მნიშვნელობები, მაგრამ თქვენ უბრალოდ უნდა შეადაროთ ელემენტების ან ნაწილაკების მასები, მაშინ ისინი იყენებენ ატომების ფარდობით მასებს (A r), გამოხატულ ამუში. ატომის ფარდობითი მასა მითითებულია პერიოდულ სისტემაში, მაგალითად, აზოტს აქვს 14.007. ატომის ფარდობითი მასა, მომრგვალებული უახლოეს მთელ რიცხვამდე, არის ელემენტის ბირთვის მასური რიცხვი (A). მასობრივი რიცხვები ისეთია, რომ მოსახერხებელია გამოსაყენებლად - ისინი ყოველთვის მთელი რიცხვებია: 1, 2, 3 და ა.შ. მაგალითად, აზოტს აქვს 14, ნახშირბადს აქვს 12. ისინი იწერება ზედა მარცხენა ინდექსით, მაგალითად, 14 N ან 12 C.

როდის გჭირდებათ მასობრივი რიცხვის ცოდნა?

პერიოდულ სისტემაში (Z) ელემენტის მასის რიცხვის (A) და ატომური რიცხვის ცოდნით, შეგიძლიათ განსაზღვროთ ნეიტრონების რაოდენობა. ამისათვის გამოაკელი პროტონები მასის რიცხვს.

მასის რიცხვის გაცნობით, შეგიძლიათ გამოთვალოთ ბირთვის ან მთელი ატომის მასა. ვინაიდან ბირთვის მასა განისაზღვრება იმ ნაწილაკების მასით, რომლებიც ქმნიან მის შემადგენლობას, ის უდრის ამ ნაწილაკების რაოდენობისა და ამ ნაწილაკების მასის ნამრავლს, ანუ ნეიტრონის მასის ნამრავლს. და მასის ნომერი. ნეიტრონის მასა პროტონის მასის ტოლია, ზოგადად ისინი აღნიშნავენ როგორც ნუკლეონის (ბირთვული ნაწილაკის) მასას.

მაგალითად, განვიხილოთ ალუმინის ატომის მასა. როგორც მენდელეევის ელემენტების პერიოდული ცხრილიდან ჩანს, ალუმინის ფარდობითი ატომური მასა არის 26,992. დამრგვალებით მივიღებთ ალუმინის ბირთვის მასურ რაოდენობას 27. ანუ მისი ბირთვი შედგება 27 ნაწილაკისგან. ერთი ნაწილაკის მასა არის მუდმივი მნიშვნელობა, რომელიც უდრის 1,67 ∙ 10 -24 გ, შემდეგ, ალუმინის ბირთვის მასა არის: 27 ∙ 1,67 ∙ 10 -24 გ = 4,5 ∙ 10 -23 გ.

რა არის ელემენტების ბირთვების მასის რაოდენობა, რაც უნდა იცოდეთ რადიოაქტიური დაშლის რეაქციების ან ბირთვული რეაქციების შედგენისას. მაგალითად, როდესაც ურანი 235 U იჭერს ერთ ნეიტრონს 1 n, წარმოიქმნება ბარიუმის 141 Ba და კრიპტონი 92 Kr ბირთვები, ასევე სამი თავისუფალი ნეიტრონი 1 n. ასეთი რეაქციების შედგენისას გამოიყენება წესი: განტოლების მარჯვენა და მარცხენა მხარეს მასობრივი რიცხვების ჯამი არ იცვლება. 235+1 = 92+141+3.

კითხვები.

1. რას ჰქვია პროტონები და ნეიტრონები ერთად?

პროტონებსა და ნეიტრონებს ერთობლივად უწოდებენ ნუკლეონებს.

2. რა ჰქვია მასურ რიცხვს და რა ასოთი აღინიშნება?

მასობრივი რიცხვი A არის ბირთვში არსებული ნუკლეონების რაოდენობა.

3. რა შეიძლება ითქვას ატომის მასის რიცხობრივ მნიშვნელობაზე (ამუში) და მის მასურ რიცხვზე?

მასური რიცხვი უდრის m ბირთვის მასას გამოხატული ამუში, დამრგვალებულია მთელ რიცხვებამდე.

4. რა ჰქვია და რომელი ასო აღნიშნავს ბირთვში პროტონების რაოდენობას?

პროტონების რაოდენობას ბირთვში ეწოდება მუხტის რიცხვი Z.

5. რა შეიძლება ითქვას მუხტის რიცხვზე, ბირთვის მუხტზე (გამოხატული ელემენტარული ელექტრული მუხტებით) და დ.ი.მენდელეევის ცხრილის სერიულ ნომერზე რომელიმე ქიმიური ელემენტისთვის?

მუხტის რიცხვი უდრის ბირთვის მუხტს გამოხატული ელემენტარული ელექტრული მუხტებით და სერიული ნომერი D.I.მენდელეევის ცხრილში.

6. როგორ არის ზოგადად მიღებული რაიმე ქიმიური ელემენტის ბირთვის აღნიშვნა?

7. რომელი ასო აღნიშნავს ბირთვში ნეიტრონების რაოდენობას?

ნეიტრონების რაოდენობა ბირთვში აღინიშნება N.

8. რა ფორმულა უკავშირდება ბირთვის მასურ რაოდენობას, მუხტის რაოდენობას და ნეიტრონების რაოდენობას?

9. როგორ აიხსნება ერთნაირი მუხტისა და განსხვავებული მასის ბირთვების არსებობა ბირთვის პროტონ-ნეიტრონული მოდელის თვალსაზრისით?

ეს გამოწვეულია იმით, რომ ასეთი ბირთვები შეიცავს პროტონების იგივე რაოდენობას, მაგრამ ნეიტრონების სხვადასხვა რაოდენობას, ქიმიური ელემენტების ასეთ სახეობებს იზოტოპები ეწოდება.

Სავარჯიშოები.

1. რამდენი ნუკლეონია 94Be ბერილიუმის ატომის ბირთვში? რამდენი პროტონი აქვს მას? ნეიტრონები?

2. კალიუმის ატომისთვის 39 19 K განსაზღვრეთ: ა) მუხტის რიცხვი; ბ) პროტონების რაოდენობა; გ) ბირთვული მუხტი (ელექტრული მუხტებში); დ) ელექტრონების რაოდენობა; ე) სერიული ნომერი დ.ი.მენდელეევის ცხრილში; ვ) ბირთვის მასის რაოდენობა; ზ) ნუკლეონების რაოდენობა; ა) ნეიტრონების რაოდენობა; ი) ბირთვის მასა (ამუში, ზუსტი მთელ რიცხვებამდე).

3. დაადგინეთ დ.ი.მენდელეევის ცხრილის გამოყენებით, რომლის ქიმიურ ელემენტს აქვს: ა) 3 პროტონი ბირთვში; ბ) 9 ელექტრონი.

4. α-დაშლის დროს საწყისი ბირთვი, რომელიც ასხივებს α-ნაწილაკს 4 2 He, იქცევა სხვა ქიმიური ელემენტის ატომის ბირთვად. Მაგალითად, რამდენი უჯრედი და რომელი მიმართულებით (მენდელეევის ცხრილის დასაწყისამდე თუ ბოლომდე) არის გადაადგილებული წარმოქმნილი ელემენტი თავდაპირველთან შედარებით? რვეულში ხელახლა ჩაწერეთ α-დაშლის ქვემოთ მოცემული ცვლის წესი, შეავსეთ ხარვეზები: ერთი ქიმიური ელემენტის α-დაშლის დროს წარმოიქმნება მეორე ელემენტი, რომელიც განთავსებულია D.I. მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში ... უჯრედებზე უფრო ახლოს. მას ვიდრე ორიგინალი.

შედეგად ელემენტი გადატანილია ორი უჯრედი ცხრილის დასაწყისში.
ერთი ქიმიური ელემენტის α - დაშლით, წარმოიქმნება მეორე ელემენტი, რომელიც განთავსებულია D.I. მენდელეევის ცხრილში ორი უჯრედი უფრო ახლოს მის საწყისთან, ვიდრე თავდაპირველი.

5. თავდაპირველი ბირთვის β-დაშლის დროს, ამ ბირთვში შემავალი ერთ-ერთი ნეიტრონი გადაიქცევა პროტონად, ელექტრონად 0 -1 e და ანტინეიტრინოდ 0 0 ვ (ნაწილაკი, რომელიც ადვილად გადის გლობუსს და, შესაძლოა, ჰქონდეს არ არის მასა). ელექტრონი და ანტინეიტრინო გამოფრინდებიან ბირთვიდან, პროტონი კი ბირთვში რჩება და მუხტს ერთით ზრდის. მაგალითად, გადაწერეთ ქვემოთ მოცემული β-დაშლის ცვლის წესი, შეავსეთ ხარვეზები საჭირო სიტყვებით: ერთი ქიმიური ელემენტის β-დაშლის დროს წარმოიქმნება მეორე ელემენტი, რომელიც განთავსებულია დ.ი. მენდელეევის ცხრილში ერთი .. უჯრა უფრო ახლოს ... მაგიდასთან ვიდრე ორიგინალი.

შედეგად მიღებული ელემენტი გადატანილია ერთი უჯრედი ცხრილის ბოლოს.
β - ერთი ქიმიური ელემენტის დაშლით, წარმოიქმნება კიდევ ერთი ელემენტი, რომელიც მდებარეობს D.I. მენდელეევის ცხრილში ერთი უჯრედი უფრო ახლოს მის დასასრულთან, ვიდრე თავდაპირველი.

ატომის ბირთვების შესწავლა დაიწყო შემდეგი ექსპერიმენტული ფაქტების დადგენის შემდეგ: 1) 1896 წელს ფრანგი მეცნიერის ანრი ბეკერელის მიერ ბუნებრივი რადიოაქტიურობის აღმოჩენა; 2) 1910 წელს ინგლისელი მეცნიერის სოდის მიერ ქიმიური ელემენტების იზოტოპიის აღმოჩენა; 3) ატომის ბირთვული მოდელი, შემოთავაზებული 1911 წელს დიდი ინგლისელი ფიზიკოსის ერნესტ რეზერფორდის მიერ.

რეზერფორდი, რადიოაქტიურობის გამოკვლევით, 1908 წელს მივიდა დასკვნამდე, რომ რადიოაქტიური დაშლის დროს ხდება ზოგიერთი ქიმიური ელემენტის ატომების გარდაქმნა სხვა ელემენტების ატომებად. მოგვიანებით, ოქროს თხელ ფენებში რამდენიმე მეგაელექტრონ-ვოლტის ენერგიის მქონე a ნაწილაკების გავლის შესწავლისას, რეზერფორდმა აღმოაჩინა ატომის ბირთვული მოდელი, რის შემდეგაც გაირკვა, რომ რადიოაქტიურობის დროს ზოგიერთი ელემენტის ბირთვი გარდაიქმნება. სხვა ელემენტების ბირთვები.

იზოტოპიის აღმოჩენამ შემდგომი როლი ითამაშა. ატომური წონა, ე.ი. ქიმიურად სუფთა ელემენტების ატომების მასები, როგორც წესი, გამოხატულია a.m.u. რიცხვები, რომლებიც არ არიან ძალიან ახლოს მთელ რიცხვებთან. მაგალითად, ბორის (B) ატომური წონა არის 10,82; ნე - 20.183; Cl - 35.457; Fe -56.85 ;…. იზოტოპიის აღმოჩენით დადგინდა მოსაზრება, რომ ქიმიურად სუფთა ელემენტი არის იზოტოპების ნარევი, რომლებიც განსხვავდებიან ერთმანეთისგან ატომური წონით. იზოტოპების ატომური მასები მთელ რიცხვებთან უფრო ახლოს აღმოჩნდა, ვიდრე ელემენტების ატომური წონა და რაც უფრო ახლოსაა, მით უფრო მსუბუქია იზოტოპი, ე.ი. რაც უფრო დაბალია მისი ატომური წონა. ამან მეცნიერები მიიყვანა აზრამდე, რომ ბირთვი შედგება ნაწილაკებისგან, რომელთა ატომური წონა ერთიანობასთან ახლოსაა. ამ მდგომარეობას კარგად აკმაყოფილებს წყალბადის ატომის ბირთვი - პროტონი, რომლის ატომური წონა ერთიანობასთან ახლოსაა (1,008). გარდა ამისა, რადგან პროტონის მუხტი დადებითია, გაჩნდა აზრი, რომ ბირთვის შემადგენლობა აუცილებლად უნდა შეიცავდეს პროტონებს. ბირთვის სხვა შემადგენელი ნაწილაკების გარკვევას დიდი დრო დასჭირდა. ბუნებრივი β-აქტივობის ფენომენი თითქოს მიუთითებდა, რომ ელექტრონები შედიოდა ბირთვის შემადგენლობაში. ამიტომ, შემოთავაზებული იქნა ბირთვის პროტონ-ელექტრონული მოდელი. თუმცა, პროტონ-ელექტრონული მოდელი გამოუყენებელი აღმოჩნდა. ამ მოდელის მიხედვით, პროტონებისა და ელექტრონების ლუწი რაოდენობის ბირთვის სპინი უნდა იყოს მთელი რიცხვი (პროტონის სპინი, ისევე როგორც ელექტრონის სპინი, არის ½ ħ), ხოლო პრაქტიკაში ნახევრად მთელი რიცხვი. ასევე შეინიშნება. მოდელმა არ ახსნა, რატომ არის ბირთვის მაგნიტური მომენტი 2000-ჯერ ნაკლები ელექტრონის მაგნიტურ მომენტზე. საბოლოოდ, პროტონ-ელექტრონული მოდელი ჰაიზენბერგის პრინციპთან კონფლიქტში აღმოჩნდა. ბირთვის ზომის ცოდნით, შესაძლებელია შეფასდეს ელექტრონის იმპულსის სიდიდე, რომელიც არის ბირთვის ნაწილი და, შესაბამისად, მისი ენერგიის სიდიდე. ასეთი შეფასებები აჩვენებს, რომ ელექტრონის ენერგია ბირთვში არის დაახლოებით 200 მევ. ექსპერიმენტის მიხედვით, ბირთვში ერთი ნაწილაკის შეკვრის ენერგია არის 7 - 8 მევ. გარდა ამისა, 200 მევ-ის ენერგია ბევრჯერ აღემატება ბირთვის მიერ β-დაშლის დროს გამოსხივებული ელექტრონების ენერგიას.

სირთულიდან გამოსავალი მას შემდეგ იპოვეს, რაც რეზერფორდის თანამშრომელმა ჩადვიკმა აღმოაჩინა ახალი ელემენტარული ნაწილაკი, ნეიტრონი, 1932 წელს. ნეიტრონის მასა დაახლოებით პროტონის მასის ტოლია, ოდნავ აღემატება მას, ხოლო ელექტრული მუხტი 0-ს. ნეიტრონის აღმოჩენიდან მალევე, 1934 წელს, საბჭოთა ფიზიკოსმა დ.დ. ივანენკომ წამოაყენა ჰიპოთეზა პროტონების შესახებ. ბირთვის ნეიტრონული სტრუქტურა. იგივე ჰიპოთეზა დამოუკიდებლად შემოგვთავაზა ჰაიზენბერგმა.

ამჟამად ბირთვის პროტონ-ნეიტრონის სტრუქტურაარის საყოველთაოდ აღიარებული და საფუძვლად უდევს თანამედროვე იდეებს ბირთვისა და მთელი ბირთვული ფიზიკის შესახებ.

თანამედროვე მონაცემებით, პროტონს (p) აქვს ელექტროდის მუხტის ტოლი დადებითი მუხტი qp= 1.6. 10 -19 C და დასასვენებელი მასა მ გვ= (1.0075957 ±0.000001) ამუ = (1836.09±0.01) მე.

ნეიტრონი (n) - ნეიტრალური ნაწილაკი დასვენების მასით m n= (1.008982 ±0.000003)ა.მ.ვ. = (1838.63 ± 0.01) მე,სადაც 1amu = 1.667. 10 -27 კგ - C 12 ატომის მასის 1/12;

მე= 9.106. 10-31 კგ – ელექტრონის დანარჩენი მასა.

თანამედროვე ფიზიკაში მიჩნეულია, რომ პროტონი და ნეიტრონი ერთი და იგივე ნაწილაკის ორი მუხტის მდგომარეობაა, რომლებსაც ე.წ. ნუკლეონი(ლათ. ბირთვიდან - ბირთვი). ასე რომ, პროტონი არის ნუკლეონის პროტონული მდგომარეობა, ნეიტრონი არის ნუკლეონის ნეიტრონული მდგომარეობა. ატომის ბირთვში ნუკლეონების საერთო რაოდენობას ეწოდება მასის ნომერი A.

ატომის ბირთვს ახასიათებს მუხტი Ze , სადაც Z არის ბირთვის მუხტის რიცხვი,უდრის ბირთვში პროტონების რაოდენობას და ემთხვევა მენდელეევის ელემენტების პერიოდულ სისტემაში ქიმიური ელემენტის რიგით ნომერს. პერიოდული ცხრილის ამჟამად ცნობილ 107 ელემენტს აქვს ბირთვული მუხტის რიცხვები Z = 1-დან Z = 107-მდე. ვინაიდან Z უდრის ბირთვში პროტონების რაოდენობას, ბირთვში ნეიტრონების რაოდენობაა: N = A - Z. ბირთვულ ფიზიკაში ჩვეულებრივია ბირთვის აღნიშვნა, როგორც იგივე სიმბოლო, როგორც ნეიტრალური ატომ: , სადაც X- სიმბოლო

ქიმიური ელემენტი, ზ- ატომური ნომერი (პროტონების რაოდენობა ბირთვში), მაგრამ -მასის რიცხვი (ნუკლეონების რაოდენობა ბირთვში).

ვინაიდან ატომი ნეიტრალურია, ბირთვის მუხტი განსაზღვრავს ატომში ელექტრონების რაოდენობას. ელექტრონების რაოდენობა განსაზღვრავს მათ განაწილებას ატომში არსებულ მდგომარეობებზე, რაც, თავის მხრივ, განსაზღვრავს ატომის ქიმიურ თვისებებს. შესაბამისად, ბირთვის მუხტი განსაზღვრავს მოცემული ქიმიური ელემენტის სპეციფიკას, ანუ განსაზღვრავს ატომში ელექტრონების რაოდენობას, მათი ელექტრონული გარსების კონფიგურაციას, ინტრაატომური ელექტრული ველის სიდიდეს და ბუნებას.

ბირთვები იგივე Z-ით, მაგრამ განსხვავებული მაგრამ(ანუ სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონები) იზოტოპებს უწოდებენ, ხოლო ბირთვებს იგივეს. მაგრამ,მაგრამ განსხვავებული Z იზობარები. მაგალითად, წყალბადი ( ზ= 1) აქვს სამი იზოტოპი; - პროტიუმი ( ზ =1, ნ= 0); - დეიტერიუმი, ( ზ =1, ნ= 1); - ტრიტიუმი ( ზ =1, ნ= 2) შემთხვევათა აბსოლუტურ უმრავლესობაში ერთი და იგივე ქიმიური ელემენტის იზოტოპებს აქვთ იგივე ქიმიური და თითქმის იდენტური ფიზიკური თვისებები (გამონაკლისი არის წყალბადის იზოტოპები), რომლებიც განისაზღვრება ძირითადად ელექტრონული გარსების სტრუქტურით, რაც იგივეა. ამ ელემენტის ყველა იზოტოპი.

იზობარის ბირთვების მაგალითი შეიძლება იყოს შემდეგი ბირთვები: , , . ამჟამად ცნობილია 2500-ზე მეტი ბირთვი, რომლებიც ერთმანეთისგან განსხვავდება Z,ან ა, ან ორივე.

რეზერფორდმა აჩვენა, რომ ატომის ბირთვებს აქვთ ზომები დაახლოებით 10 -14 - 10 -15 მ (შედარებისთვის, ატომის წრფივი ზომები არის დაახლოებით 10-10 მ). ბირთვის რადიუსი - მოცემულია ემპირიული ფორმულით R = R 0 A 1/3 სადაც R0= (1.3 ÷ 1.7) 10 -15 მ თუმცა ამ კონცეფციის გამოყენებისას სიფრთხილეა საჭირო მისი გაურკვევლობის გამო, მაგალითად, ბირთვის საზღვრის დაბინდვის გამო. ბირთვის მოცულობა პროპორციულია ბირთვში არსებული ნუკლეონების რაოდენობისა. შესაბამისად, ბირთვული მატერიის სიმკვრივე დაახლოებით ერთნაირია ყველა ბირთვისთვის: ρ » 10 17 კგ/მ 3.