Состав атомного ядра

Для обозначения ядра любого химического элемента перед его символом сверху указывается значение массового числа А, а снизу — зарядового числа Z. Так, например, для гелия (массовое число А = 4, зарядовое число Z = 2) можно записать:

Запись означает, что в ядре атома азота находятся 7 протонов (поскольку зарядовое число Z = 7) и 7 нейтронов (поскольку массовое число А = 14, а N = А - Z).

5. Одни и те же химические элементы при одинаковом числе протонов могут иметь в ядре разное число нейтронов. Так, ядро водорода в обычном состоянии содержит только один протон. Однако в природе существует ещё тяжёлый водород — дейтерий в состав ядра которого входят протон и нейтрон, и тритий содержащий протон и два нейтрона.

Элементы, имеющие одинаковое зарядовое число и разные массовые числа, называют изотопами.

Изотопы располагаются в одной и той же клетке Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева и имеют одинаковое строение электронных оболочек. Поскольку химические свойства атомов зависят только от числа электронов, а следовательно, от заряда ядра, то все изотопы какого-либо атома, отличающиеся друг от друга числом нейтронов в ядре, обладают одинаковыми химическими свойствами.

Разное число нейтронов в ядрах изотопов приводит к проявлению у них различных физических свойств, поскольку массы их ядер различны. Например, тяжёлая вода — соединение дейтерия с кислородом — заметно отличается от обычной воды. При нормальном атмосферном давлении она закипает при температуре 101,2 °С и замерзает при 3,8 °С.

Стабильных изотопов, существующих в природе, известно около 350. Нестабильных же, т. е. претерпевающих радиоактивный распад, немного. Искусственных радиоактивных изотопов, полученных в ускорителях и реакторах, известно более 1000. В принципе радиоактивные изотопы могут быть получены у всех без исключения элементов.

Вопросы для самопроверки

1. Какая частица названа протоном? Каков заряд протона?

2. Каков заряд нейтрона?

3. Что собой представляет протонно-нейтронная модель ядра? Кем она была предложена?

4. Какое общее название дано протонам и нейтронам?

5. Что называют массовым числом; зарядовым числом?

6. Что такое изотопы?

Задание 40

1. Сколько протонов и сколько нейтронов содержат ядра следующих атомов:

2. Определите, используя таблицу Д. И. Менделеева, ядро какого химического элемента содержит 20 протонов и 20 нейтронов.

3. Атом какого химического элемента содержит 15 электронов?

4. Чем различаются составы ядер двух изотопов урана:

5*. Как вы думаете, почему атомные массы большинства химических элементов, приведённых в таблице Д. И. Менделеева, не целые числа?

<<< К началу