КУРС - Основи радіоактивності Вступ
Основи радіоактивності:
Структура атома:
Атом, що становить речовину, складається з ядра та електронів, що обертаються навколо цього ядра.
Електрони - це негативно заряджені частинки (- 1,602. 10 -19 кулонів), які мають масу 0,910953. 10 -30 кг.
Ядро складається з двох типів частинок:
- нейтронів, нульового заряду і маси 1,675. 10 -27 кг
- протони, з позитивним зарядом (1,602,10 -19 С) і масою 1,6723. 10 -27 кг
Частинки (нейтрони і протони), що складають атомне ядро, називаються нуклонами .
Ми називаємо атомний номер (Z), число електронів атома. Це число дорівнює кількості протонів в атомному ядрі. Таким чином, атом є глобально нейтральним: він має стільки ж негативних зарядів (електронів), як і позитивних (протони ядра).
Розрахунок маси атома:
Маса атома, виражена в кг, дуже низька. Крім того, ми воліємо маніпулювати іншою одиницею: одиницею атомної маси (uma) або Далтоном (Da). Маса нейтрона або протона приблизно дорівнює 1 Да.
Маса електронів незначна порівняно з масою частинок ядра (нейтронів і протонів), для обчислення маси атома (М) буде достатньо додати кількість протонів (Z) і кількість нейтронів (n). Ця розрахована маса буде виражена в далтонах.
Зв'язок між атомною масою та кількістю молей даного атома:
З іншого боку, 6.023. 10 23 протонів або нейтронів, або один моль протонів або нейтронів, важать близько 1 грама. Значення маси моль атомів даного елемента (у грамах) матиме точно таке ж значення, як і атомна маса (в Da) розглянутого елемента.
Атомна маса атома Гідрогену дорівнює 1, що означає, що:
- атом водню має масу 1 Да
- один моль атомів водню має масу 1 грам.
Атомна маса атома кисню дорівнює 16, що означає, що:
- атом кисню має масу 16 Да
- один моль атомів кисню має масу 16 грам.
Атомна маса атома кальцію дорівнює 40, що означає, що:
- атом кальцію має масу 40 Да
- один моль атомів кальцію має масу 40 грам.
Номенклатура атома:
Х - хімічний символ розглянутого елемента.
Z - атомне число, яке дорівнює кількості електронів, отже, протонів.
Кількість нейтронів в атомному ядрі дорівнює A - Z .
Ізотопи - це різні типи атомів одного і того ж хімічного елемента. Присутні ізотопи:
- подібні хімічні властивості.
- однаковий атомний номер Z, отже однакова кількість електронів і, отже, протонів.
- інше масове число А. Тому кількість нейтронів відрізняється від одного ізотопу до іншого.
Ізотоп ми називаємо за масовим числом А: вуглець 12, вуглець 14 тощо.
Ізотопи водню: легкий водень (або водень - короткий), дейтерій (або важкий водень) і тритій; всі мають протон і електрон і відповідно нуль, один або два нейтрони.
Усі ізотопи вуглецю мають 6 електронів і 6 протонів: вуглець 12 (6 нейтронів), вуглець 13 (7 нейтронів) і вуглець 14 (8 нейтронів).
Всі ізотопи урану мають 92 електрони і 92 протони. Уран 235 має 143 нейтрони; уран 238 має 146.