Химический элемент

Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Разновидности одного и того же химического элемента, отличающиеся массой атомов, называются изотопами. Они содержат одинаковое число протонов, но разное количество нейтронов. Изотопы хлора:

имеют один и тот же атомный номер 17, но у одного 18, а у другого 20 нейтронов:

N = A – Z = 37-17=20

Так как химические свойства определяются зарядом ядра и электронной структурой атома, то масса атома влияет на них слабо.

– называются нуклидами.

В настоящее время известно ≈ 300 устойчивых и 1400 радиоактивных изотопов.

Ядра имеющие 2, 8, 14, 20, 28, 50, 82 протона (Р) или нейтрона (n) и 126, 152 (n) отличаются по своим свойствам от ядер других элементов. Их называют магическими числами. Это He, O, Si, Ca, Pb (2^ды магическими и т.д.) Они относятся к завершенным ядерным слоям. Превращение химических элементов осуществляется за счет ядерных реакций.

Первый вклад в это внес Беккерель в 1896 году, когда открыл радиоактивность урана. Он показал, что химические элементы не являются вечными и неизменными, а могут превращаться друг в друга. Эти законы изучает ядерная химия.

при α-распаде

В ядерных реакциях образуются новые элементы. У некоторых элементов ядро расщепляется и образуется 2 разных элемента, иногда при распаде вылетают протоны, нейтроны или электроны. Такой процесс называется радиоактивным. Радиоактивные вещества испускают лучи 3^х типов (α, β, γ). Они обладают большой проникающей способностью. Удалось установить, что α-лучи – это ядра атомов гелия, β-лучи – электроны. Большой вклад в изучении радиоактивности принадлежит Марии и Пьеру Кюри. Различают естественную (Po, Ra) и искусственную радиоактивность. Известны 3 ряда радиоактивных элементов – ряд урана, ряд актиния и ряд тория.

1)

2) + 4 ряд, полученный искусственно

3)

Элементы с Z > 92 , были получены искусственно. Их называют трансурановыми элементами. Первый радиоактивный изотоп получен Ирен и Фредериком Жолио Кюри по реакции (α, n)

→ (испускание позитронов)

Изучение закономерностей ядерных реакций и радиоактивного распада позволяет ставить вопрос о создании теории происхождения химических элементов и их распространенности в природе.

Таким образом атом состоит из: ядра и вращающихся вокруг ядра электронов. Положительный заряд ядра обуславливают протоны, количество которых ровно порядковому номеру химического элемента и количеству электронов с отрицательным зарядом, что уравновешивает атом. Кроме протонов в ядре находятся нейтроны, не имеющие заряда. Их число равно разнице между атомной массой и количеством протонов. Эксперименты с рентгеновскими лучами показали, что диаметр атомов 2•10^-10м или 0,2 нм. Значения масс атомов лежат в пределах от 10^-27 до 10^{-25 кг или 1,661•10-27} в атомных единицах.

Также можете прочитать: