Дефект масс и энергия связи ядра.
Дефект массы — разность между массой покоя атомного ядра данного изотопа, выраженной в атомных единицах массы, и массовым числом данного изотопа. В современной науке для обозначения этой разницы пользуются термином избыток массы.
Ядра атомов представляют собой сильно связанные системы из большого числа нуклонов. Для полного расщепления ядра на составные части и удаление их на большие расстояния друг от друга необходимо затратить определенную работу А. Энергией связи называют энергию, равную работе, которую надо совершить, чтобы расщепить ядро на свободные нуклоны. Е связи = - А
По закону сохранения энергия связи одновременно равна энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных свободных нуклонов.
Применение достижений ядерной химии.
исследование ядерных реакций и сопутствующих физико-химических процессов;
химия «новых атомов»;
поиск и синтез новых элементов и радионуклидов реакторным методом;
поиск новых видов радиоактивного распада.
Радиоактивные превращения химических элементов и их применения.
Радиоакти́вный распа́д — спонтанное изменение состава нестабильных атомных ядер (заряда Z, массового числа A) путём испускания элементарных частиц или . Процесс радиоактивного распада также называют радиоакти́вностью, а соответствующие элементы радиоактивными.
Естественная радиоактивность — самопроизвольный распад ядер элементов, встречающихся в природе.
Искусственная радиоактивность — самопроизвольный распад ядер элементов, полученных искусственным путем через соответствующие ядерные реакции.
Правило
смещения Содди для α-распада:
.
Пример:
.
В результате α-распада элемент смещается на 2 клетки к началу таблицы Менделеева, массовое число дочернего ядра уменьшается на 4.
Правило
смещения Содди для β − -распада:
Пример:
После β − -распада элемент смещается на 1 клетку к концу таблицы Менделеева (заряд ядра увеличивается на единицу), тогда какмассовое число ядра при этом не меняется.
Гамма
распад.
Области применения гамма-излучения:
Гамма-дефектоскопия, контроль изделий просвечиванием γ-лучами. Консервирование пищевых продуктов. Стерилизация медицинских материалов и оборудования. Лучевая терапия. Уровнемеры. Гамма-каротаж в геологии. Гамма-высотомер, измерение расстояния до поверхности при приземлении спускаемых космических аппаратов. Гамма-стерилизация специй, зерна, рыбы, мяса и других продуктов для увеличения срока хранения.
Строение электронных оболочек атомов. Принцип Паули. Правило Хунда.
Электронные оболочки атомов представляют собой пространственную конфигурацию расположения электронов, обеспечивающую минимальную энергию каждого из электронов, а также, максимальную устойчивость такой конфигурации.
При составлении схем распределения электронов в атомах пользуются квантовыми ячейками, в которых электроны располагаются согласно принципу Паули: на одной орбитали, которая характеризуется данной квантовой ячейкой, могут находиться один или два электрона с противоположными спинами. Электроны обозначаются стрелками, направление стрелки указывает ориентацию спина электрона.
Наиболее устойчивым является состояние атома, в котором его электроны имеют минимальную энергию, т.е. находятся на самых близких к ядру энергетических уровнях. Энергия атомных орбиталей увеличивается в следующем порядке:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d и т.д.
Согласно действующему в природе принципу наименьшей энергии сначала заполняются подуровни с наименьшей энергией, поэтому каждый новый энергетический уровень, который соответствует началу нового периода в таблице Менделеева, заполняется с s-подуровня, на котором электрон обладает наименьшей энергией для данного уровня.
Порядок заполнения орбиталей данного подуровня подчиняется правилу Хунда: суммарное спиновое число электронов данного подуровня должно быть максимальным. То есть все орбитали данного уровня, обозначаемые квантовыми ячейками, заполняются сначала одним, а затем вторым электроном.