Правила зміщення. Радіоактивні ряди

Дослідження показали, що радіоактивне випромінювання є ре­зультатом самовільного перетворення ядер атомів одного елемента в ядра атомів іншого елемента. Цей процес відбувається за законами збереження електричного заряду та маси. Спираючись на ці закони, можна, за видом випромінювання даного радіоактивного елемента, визначити основні характеристики новоутвореного ядра – його заряд і масу.

Нехай радіоактивний елемент X з порядковим номером Z і ма­совим числом A зазнає a- розпаду. Оскільки заряд a- частинки дорів­нює +2е, а маса – 4 атомні одиниці, то в результаті розпаду новоутворене ядро Y, очевидно, матиме заряд +(Z – 2 )е і масу (А – 4) атомні одиниці. З таким ядром новий атом розміщуватиметься в таб­лиці Менделєєва на дві клітинки вліво від вихідного елемента. Сим­волічно процес перетворення ядер при a- розпаді записують так:

. (3.9)

Наприклад,

.

Якщо радіоактивний елемент з порядковим номером Z i масовим числом А зазнає b- розпаду, то заряд новоутвореного ядра дорівню­ватиме +Ze – (– 1 e) = + (Z + 1) е, тобто заряд ядра збільшиться на + е; його масове число буде таким самим, як і масове число початкового ядра, бо маса b- частинки порівняно з одиницею атомної маси дуже мала. Новий атом розміщуватиметься в таблиці Менделєєва на одну клітинку вправо від вихідного елемента. Символічно процес пе­ретворення ядер при b- розпаді записують так:

. (3.10)

Наприклад,

.

Вирази (3.9) і (3.10) можна назвати правилами зміщення радіоактивного елемента в періодичній системі. Їх експериментально встановили в 1913 p. учені К.Фаянс і Ф.Соді; при a-розпаді хімічний елемент зміщується в таблиці Менделєєва на два місця вліво, а при b- розпаді – на одне місце вправо.

Переважна більшість новоутворених елементів при радіоактивних розпадах - радіоактивна. Застосовуючи правила зміщення, вдалося встановити початковий радіоактивний елемент і кінцевий продукт його розпаду. Така послідовність елементів називається радіоактивним рядом. Відомо чотири радіоактивні ряди.

1. Ряд урану ( ), що починається з урану () і закінчується стабільним ізотопом свинцю (рис. 3.20). Цей ряд містить 14 радіоактивних перетворень, 8 з яких a- розпади і 6 – b- розпади.

2. Ряд торію (), що починається з торію () і закінчується ізотопом свинцю .

3. Ряд актинію (), що починається з актиноурану () і закінчується ізотопом свинцю .

4. Ряд нептунію (), що починається з трансуранового елемента неп­тунію () і закінчується стійким ізотопом вісмуту .

Зазначимо, що хоч період піврозпаду нептунію досить великий, його в природному стані на Землі вже немає, він повністю розпався. Тепер неп­туній добувають у результаті штучних ядерних реакцій.

На основі законів збереження зарядів і масового числа були сформульовані такі правила зміщення:

– при α- розпаді елементи зміщуються на дві клітинки до початку періодичної системи Менделєєва;

– при β- розпаді елементи зміщуються на одну клітинку ближче до кінця періодичної системи Менделєєва для β^- і на клітинку ближче до початку періодичної системи для β⁺.

Дата добавления: 2017-02-01