yang Hukum kekekalan jisim - Jisim bahan yang memasuki tindak balas kimia adalah sama dengan jisim bahan yang terbentuk hasil daripada tindak balas

Teori atom-molekul telah dibangunkan oleh M.V. Lomonosov pada tahun 1741. Peruntukan utama undang-undang:

1) semua bahan terdiri daripada "corpuscles" (molekul);

2) molekul terdiri daripada "elemen" (atom);

3) zarah - molekul dan atom - berada dalam gerakan berterusan. Keadaan haba badan adalah hasil daripada pergerakan zarahnya;

4) molekul bahan ringkas terdiri daripada atom yang sama, dan molekul bahan kompleks daripada atom yang berbeza. Doktrin atom-molekul akhirnya ditubuhkan pada tahun 1860.

Pbahan pertumbuhan- bahan yang terdiri secara eksklusif daripada atom satu unsur kimia, berbeza dengan bahan kompleks. Bergantung pada jenis ikatan kimia antara atom bahan mudah boleh jadi logam(Na, Mg, Al, Bi, dll.) dan bukan logam(H 2, N 2, Br 2, Si, dsb.)

Unsur kimia- satu set atom dengan cas nuklear yang sama dan bilangan proton, bertepatan dengan nombor ordinal (atom) dalam jadual berkala. Setiap unsur kimia mempunyai nama dan simbolnya sendiri, yang diberikan dalam Jadual Berkala Unsur Mendeleev.

Undang-undang ketekalan komposisi - sebarang sebatian tulen kimia tertentu, tanpa mengira kaedah penyediaannya, terdiri daripada bahan yang sama. unsur kimia

Hukum nisbah berbilang ialah salah satu daripada hukum stoikiometrik kimia: jika dua unsur membentuk lebih daripada satu sebatian antara satu sama lain, maka jisim satu unsur bagi setiap jisim yang sama bagi unsur lain,

dianggap sebagai integer, biasanya kecil.

Hukum nisbah isipadu Isipadu gas bertindak balas di bawah keadaan yang sama (suhu dan tekanan) adalah berkaitan antara satu sama lain sebagai integer.

Jisim atom unsur- ialah nisbah jisim atomnya kepada 1/12 jisim atom 12C

atom dalam molekul disambungkan antara satu sama lain dalam urutan tertentu mengikut valensinya. Urutan ikatan antara atom dalam molekul dipanggilnya struktur kimia dan dicerminkan oleh satu formula struktur (formula struktur). Jisim molekul jisim molekul, dinyatakan dalam unit jisim atom. Secara berangka sama dengan jisim molar.

Mol ialah unit kuantiti bahan. Ini adalah jumlah bahan (atau sebahagian daripadanya) yang mengandungi 6.02 1023 zarah (molekul, atom atau zarah lain)

Hukum Avagadro isipadu yang sama bagi gas yang berbeza, diambil pada suhu dan tekanan yang sama, mengandungi bilangan molekul yang sama

Mol ialah unit kuantiti bahan. Ini adalah jumlah bahan (atau sebahagian daripadanya) yang mengandungi 6.02 1023 zarah (molekul, atom atau zarah lain)

Bersamaan- ia adalah zarah nyata atau nosional yang boleh melekat, melepaskan, atau sebaliknya setara dengan kation hidrogen dalam tindak balas pertukaran ion atau elektron dalam tindak balas redoks

Hukum Setara: Semua bahan bertindak balas dalam nisbah setara. Valensi ialah sifat atom unsur tertentu untuk melekatkan atau menggantikan bilangan atom tertentu unsur lain dalam sebatian.

Hukum Avogadro membolehkan anda menentukan bilangan atom yang membentuk molekul gas mudah. Dengan mengkaji nisbah isipadu dalam tindak balas yang melibatkan hidrogen, oksigen, nitrogen dan klorin, didapati molekul-molekul gas ini adalah diatomik. Oleh itu, dengan menentukan jisim molekul relatif mana-mana gas ini dan membahagikannya kepada separuh, seseorang boleh segera mencari jisim atom relatif bagi unsur yang sepadan. Sebagai contoh, ia telah ditubuhkan bahawa jisim molekul klorin ialah 70.90; dari sini jisim atom klorin sama dengan atau 35.45.

Valence keupayaan atom unsur kimia untuk membentuk bilangan ikatan kimia tertentu dengan atom unsur lain.

Intr.e ialah jumlah tenaga interaksi molekul dan gerakan haba molekul. Tenaga dalaman ialah fungsi nilai tunggal bagi keadaan sistem

Ikatan kovalen dibentuk oleh dua elektron dengan putaran bertentangan, dan ini pasangan elektron tergolong dalam dua atom.

keadaan tenaga elektron dalam atom.

Utamanombor kuantum - integer yang menunjukkan nombor aras tenaga. mencirikan tenaga elektron menduduki tahap tenaga tertentu. Ia adalah yang pertama dalam siri nombor kuantum, yang merangkumi nombor kuantum utama, orbital dan magnetik, serta putaran

Nombor kuantum orbit- dalam fizik kuantum, nombor kuantum ℓ, yang menentukan bentuk taburan amplitud fungsi gelombang elektron dalam atom, iaitu bentuk awan elektron. Menentukan subperingkat aras tenaga yang ditentukan oleh utama (jejarian) nombor kuantum n dan boleh mengambil nilai

Merupakan nilai eigen pengendali momentum orbit elektron, yang berbeza daripada momentum sudut elektron j hanya pada operator putaran s:

Tenaga pengionan- mewakili tenaga terkecil yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron daripada atom bebas. Tenaga pengionan atom dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:

cas berkesan nukleus, yang merupakan fungsi bilangan elektron dalam atom yang menyaring nukleus dan terletak di orbital dalam yang lebih dalam;

jarak jejari dari nukleus ke ketumpatan cas maksimum bahagian luar, paling lemah terikat pada atom dan meninggalkannya semasa pengionan, elektron;

ukuran kuasa penembusan elektron itu;

tolakan interelektronik antara elektron luar (valens).

pertalian elektron- jumlah tenaga yang dibebaskan apabila elektron dilekatkan pada atom, molekul, atau radikal. Afiniti elektron biasanya dinyatakan dalam volt elektron. Nilai nilai pertalian elektron adalah penting untuk memahami sifat ikatan kimia dan proses pembentukan ion negatif. Lebih besar pertalian untuk elektron, lebih mudah bagi atom untuk melekatkan elektron. Perkaitan atom logam untuk elektron adalah sifar, untuk atom bukan logam pertalian untuk elektron adalah lebih besar, lebih dekat unsur (bukan logam) dengan gas lengai dalam sistem berkala D. I. Mendeleev. Oleh itu, dalam tempoh itu, giatkan sifat bukan logam apabila kita menghampiri penghujung tempoh.

Atom terdiri daripada nukleus dan awan elektron yang mengelilinginya. terletak di awan elektronik elektron beruang negatif cas elektrik. Proton termasuk dalam komposisi teras, beruang positif cas. Dalam mana-mana atom, bilangan proton dalam nukleus adalah betul-betul sama dengan bilangan elektron dalam awan elektron, jadi atom secara keseluruhan adalah zarah neutral yang tidak membawa cas. Atom boleh kehilangan satu atau lebih elektron, atau sebaliknya - menangkap elektron asing. Dalam kes ini, atom memperoleh cas positif atau negatif dan dipanggil ion.

Isotop(dari bahasa Yunani ισος - "sama", "sama", dan τόπος - "tempat") - jenis atom (dan nukleus) unsur kimia yang mempunyai nombor atom yang sama, tetapi nombor jisim yang berbeza. Nama itu disebabkan oleh fakta bahawa semua isotop satu atom diletakkan di tempat yang sama (dalam satu sel) jadual berkala: 16 8 O, 17 8 O, 18 8 O - tiga isotop oksigen yang stabil.

Unsur radioaktif dan pereputannya.

pereputan radioaktif- perubahan spontan dalam komposisi nukleus atom yang tidak stabil dengan memancarkan zarah asas atau serpihan nuklear. Terdapat pereputan alfa, beta dan gamma. Sehubungan itu, ia mengeluarkan zarah alfa, beta dan gamma. Pereputan dengan kuasa penembusan paling kuat ialah pereputan gamma (tidak dipesongkan oleh medan magnet). Alpha ialah zarah bercas positif. Beta ialah zarah bercas negatif.

Pereputan nukleus unsur radioaktif atau isotop boleh berlaku dalam tiga cara utama, dan tindak balas pereputan nuklear yang sepadan dinamakan dengan tiga huruf pertama abjad Yunani. Pada pereputan alfa atom helium dibebaskan, terdiri daripada dua proton dan dua neutron - ia biasanya dipanggil zarah alfa. Oleh kerana pereputan alfa memerlukan pengurangan bilangan proton bercas positif dalam atom sebanyak dua, nukleus yang memancarkan zarah alfa bertukar menjadi nukleus unsur dua kedudukan di bawahnya dalam sistem berkala Mendeleev. Pada pereputan beta nukleus mengeluarkan elektron dan unsur memajukan satu kedudukan ke hadapan mengikut jadual berkala (dalam kes ini, pada dasarnya, neutron bertukar menjadi proton dengan sinaran elektron ini). Akhirnya, pereputan gamma - ini pereputan nukleus dengan pancaran foton bertenaga tinggi, yang biasanya dipanggil sinar gamma. Dalam kes ini, nukleus kehilangan tenaga, tetapi unsur kimia tidak berubah. unsur radioaktif Unsur kimia yang kesemua isotopnya adalah radioaktif.

1. 37. Keradioaktifan buatan.

radioaktiviti buatan- pereputan spontan nukleus unsur yang diperoleh secara buatan melalui tindak balas nuklear yang sepadan. Ketiga-tiga jenis sinaran - a, b dan g, ciri radioaktiviti semula jadi, - juga dipancarkan oleh bahan radioaktif buatan. Walau bagaimanapun, antara bahan radioaktif buatan, satu lagi jenis pereputan sering ditemui, yang bukan ciri unsur radioaktif secara semula jadi. Ini adalah pereputan dengan pelepasan positron - zarah yang mempunyai jisim elektron, tetapi membawa cas -positif. Oleh nilai mutlak caj positron dan elektron adalah sama. buatan- bahan radioaktif boleh diperolehi dengan pelbagai jenis tindak balas nuklear. Contohnya ialah tindak balas penangkapan neutron oleh perak. Untuk menjalankan tindak balas sedemikian, adalah mencukupi untuk meletakkan plat perak di sekitar sumber neutron yang dikelilingi oleh parafin.

1. 38. Tindak balas nuklear.

tindak balas nuklear- proses pembentukan nukleus atau zarah baru semasa perlanggaran mereka. Buat pertama kalinya, Rutherford memerhatikan tindak balas nuklear pada tahun 1919, membombardir nukleus atom nitrogen dengan zarah α, ia direkodkan oleh kemunculan zarah pengion sekunder yang mempunyai julat dalam gas lebih besar daripada julat zarah α dan dikenal pasti sebagai proton. Selepas itu, gambar-gambar proses ini diperoleh menggunakan ruang awan.

1. 39. Teori struktur kimia.

Teori ini mempunyai empat kedudukan: 1) Atom-atom dalam molekul disambungkan dalam urutan tertentu mengikut valensinya. Urutan ini dipanggil struktur kimia. 2) Sifat bahan bergantung bukan sahaja pada komposisi kualitatif dan kuantitatif molekul, tetapi juga pada struktur kimianya. Bahan yang mempunyai komposisi yang sama tetapi struktur yang berbeza dipanggil isomer, tetapi kewujudan mereka sendiri isomerisme. 3) Atom dan kumpulan atom dalam molekul saling mempengaruhi satu sama lain secara langsung atau melalui atom lain. 4) Struktur jirim boleh dikenali, sintesis bahan dengan struktur tertentu adalah mungkin. Butlerov.1861

1. 40. Ikatan kovalen.

ikatan kovalen- ikatan kimia yang terbentuk oleh pertindihan sepasang awan elektron valens. Awan elektron yang menyediakan komunikasi dipanggil pasangan elektron biasa. Ia adalah polar dan bukan polar. Ciri penting ikatan kovalen ialah kekutubannya. Jika molekul terdiri daripada 2 atom yang disambungkan oleh ikatan polar, maka molekul tersebut adalah molekul polar. Mewakili dipol. Dipol ialah sistem neutral elektrik di mana pusat cas positif dan negatif berada pada jarak tertentu antara satu sama lain. Kekutuban molekul dikira dengan momen dipol, yang sama dengan hasil darab panjang dipol dan nilai cas berkesan. Caj berkesan = 1.6 * 10 -19 C. Keupayaan molekul dan ikatan individu untuk dipolarisasi di bawah pengaruh medan elektrik luaran dipanggil polyizability. Keupayaan atom untuk mengambil bahagian dalam pembentukan nombor terhad ikatan kovalen, dipanggil ketepuan ikatan kovalen. Orientasi ikatan kovalen menentukan struktur spatial molekul, i.e. awan elektron bertindih. Berlaku hanya pada orientasi bersama tertentu orbital, yang memberikan ketumpatan elektron tertinggi di kawasan bertindih.

Radioaktiviti - ini adalah sifat nukleus atom unsur kimia tertentu untuk secara spontan berubah menjadi nukleus unsur lain dengan pancaran sejenis sinaran khas yang dipanggil radioaktif. Anda tidak boleh mempengaruhi perjalanan proses pereputan radioaktif tanpa mengubah keadaan nukleus atom. Pada kelajuan arus transformasi radioaktif tidak mempunyai kesan perubahan suhu dan tekanan, kehadiran medan elektrik dan magnet, jenis sebatian kimia unsur radioaktif yang diberikan dan keadaan pengagregatannya.

Fenomena radioaktif yang berlaku di alam semula jadi dipanggil radioaktiviti semula jadi(sinaran kosmik dan sinaran radionuklid semula jadi yang bertaburan di dalam batuan daratan, tanah, air, udara, bangunan dan bahan lain, organisma hidup). Sebagai contoh, isotop 40 K tersebar secara meluas dalam tanah dan dikekalkan dengan kuat oleh tanah liat kerana proses penyerapan. Tanah liat hampir di mana-mana lebih kaya dengan unsur radioaktif daripada berpasir dan batu kapur. Unsur berat radioaktif (U, Th, Ra) ditemui terutamanya dalam batuan granit. Unsur radioaktif terdapat dalam alam semula jadi dalam jumlah surih. DALAM kerak bumi unsur radioaktif secara semula jadi didapati kebanyakannya dalam bijih uranium, dan hampir kesemuanya adalah isotop unsur berat Dengan nombor atom lebih daripada 83. Rantaian pereputan radioaktif bermula dengan uranium - radium (- Ra), torium () atau actinium ().

Proses serupa yang berlaku dalam bahan yang diperoleh secara buatan (melalui tindak balas nuklear yang sepadan) dipanggil radioaktiviti buatan(pembakaran arang batu, pembangunan mendapan bijih radioaktif, penggunaan radionuklid dalam pelbagai sektor ekonomi, operasi kemudahan nuklear, letupan nuklear di tujuan damai(pembinaan kemudahan penyimpanan bawah tanah, pengeluaran minyak, pembinaan terusan), kemalangan di kemudahan yang mengandungi bahan radioaktif, sisa nuklear daripada loji kuasa nuklear, industri, armada, ujian senjata nuklear(pada letupan nuklear kira-kira 250 isotop daripada 35 unsur terbentuk (di mana 225 adalah radioaktif) sebagai serpihan pembelahan langsung nukleus unsur berat (235 U, 239 Pu, 233 U, 238 U) dan hasil pereputannya.

Jumlah hasil pembelahan radioaktif (RPD) meningkat mengikut kadar kuasa cas nuklear. Sebahagian daripada RPD yang terbentuk akan mereput dalam beberapa saat dan minit seterusnya selepas letupan, bahagian lain mempunyai separuh hayat tertib beberapa jam.

Radionuklid seperti 86 Rb, 89 Sr, 91 Y, 95 Cd, 125 Sn. l25 Te, l31 I, 133 Xe, l36 Cs, 140 Ba, 141 Ce, 156 Eu, 161 Yb, mempunyai separuh hayat beberapa hari, 85 Kr, 90 Sr, 106 Ru, 125 Sb, 137 Cs, l47 Pm, l5l Sm, l55 Eu - dari satu tahun hingga beberapa puluh tahun. Kumpulan yang terdiri daripada 87 Rb, 93 Zr, l29 I, 135 Cs, 144 Nd, 137 Sm dicirikan oleh pereputan yang sangat perlahan selama berjuta-juta tahun)).

Radionuklid tiruan oleh pelbagai alasan jatuh ke dalam persekitaran, dengan itu meningkatkan latar belakang sinaran. Di samping itu, mereka termasuk dalam sistem biologi dan masuk terus ke dalam tubuh haiwan dan manusia. Semua ini menimbulkan bahaya kepada fungsi normal organisma hidup.

Luaran dan sumber dalaman, bertindak secara berterusan, memaklumkan badan tentang dos terserap tertentu. Paling Pendedahan daripada sumber sinaran semula jadi yang diterima seseorang disebabkan oleh sumber duniawi-- Secara purata, lebih daripada 5/6 daripada dos bersamaan berkesan tahunan yang diterima oleh penduduk (terutamanya pendedahan dalaman). Selebihnya ialah sinaran kosmik (terutamanya pendedahan luaran). Dos setara yang berkesan daripada pendedahan kepada sinaran kosmik ialah kira-kira 300 µSv/tahun (bagi mereka yang tinggal di aras laut), bagi mereka yang tinggal di atas 2,000 m di atas paras laut nilai ini adalah beberapa kali lebih tinggi. Purata dos selamat tahunan untuk manusia adalah kira-kira 1.2 mGy kepada gonad dan 1.3 mGy untuk rangka.

Radioaktiviti tiruan ditemui oleh pasangan Irene (1897–1956) dan Frederic (1900–1958) Joliot-Curie. Pada 15 Januari 1934, nota mereka telah dibentangkan oleh J. Perrin pada mesyuarat Akademi Sains Paris. Irene dan Frederick dapat memastikan bahawa selepas dihujani dengan zarah alfa, beberapa unsur cahaya - magnesium, boron, aluminium - mengeluarkan positron. Selanjutnya, mereka cuba mewujudkan mekanisme pelepasan ini, yang berbeza dalam watak daripada semua kes transformasi nuklear yang diketahui pada masa itu. Para saintis meletakkan sumber zarah alfa (persediaan polonium) pada jarak satu milimeter dari aluminium foil. Mereka kemudian mendedahkannya kepada radiasi selama kira-kira sepuluh minit. Kaunter Geiger-Muller menunjukkan bahawa kerajang memancarkan sinaran yang keamatannya menurun secara eksponen dengan masa dengan separuh hayat 3 minit 15 saat. Dalam eksperimen dengan boron dan magnesium, separuh hayat adalah 14 dan 2.5 minit, masing-masing. Tetapi dalam eksperimen dengan hidrogen, litium, karbon, berilium, nitrogen, oksigen, fluorin, natrium, kalsium, nikel dan perak, tiada fenomena sedemikian ditemui. Namun begitu, Joliot-Curies menyimpulkan bahawa sinaran yang disebabkan oleh pengeboman atom aluminium, magnesium dan boron tidak dapat dijelaskan dengan kehadiran sebarang kekotoran dalam penyediaan polonium. "Analisis sinaran boron dan aluminium dalam ruang awan menunjukkan," K. Manolov dan V. Tyutyunnik menulis dalam buku mereka "Biography of the Atom", "bahawa ia adalah aliran positron. Ia menjadi jelas bahawa saintis sedang berhadapan dengan fenomena baru yang berbeza dengan ketara daripada semua kes transformasi nuklear yang diketahui. Tindak balas nuklear yang diketahui setakat ini adalah bersifat letupan, manakala pelepasan elektron positif oleh unsur cahaya tertentu yang disinari dengan sinar alfa polonium berterusan untuk masa yang lebih lama selepas penyingkiran sumber sinar alfa. Dalam kes boron, sebagai contoh, masa ini mencapai setengah jam. The Joliot-Curies membuat kesimpulan bahawa di sini kita bercakap tentang radioaktiviti sebenar, yang ditunjukkan dalam pelepasan positron. Bukti baru diperlukan, dan, di atas semua, ia diperlukan untuk mengasingkan isotop radioaktif yang sepadan. Berdasarkan penyelidikan Rutherford dan Cockcroft, Irene dan Frederic Joliot-Curie berjaya menentukan apa yang berlaku kepada atom aluminium apabila ia dihujani dengan zarah alfa polonium. Pertama, zarah alfa ditangkap oleh nukleus atom aluminium, caj positifnya meningkat sebanyak dua unit, akibatnya ia bertukar menjadi nukleus atom fosforus radioaktif, yang dipanggil radiofosforus oleh saintis. Proses ini disertai dengan pelepasan satu neutron, itulah sebabnya jisim isotop yang terhasil meningkat bukan sebanyak empat, tetapi sebanyak tiga unit dan menjadi sama dengan 30. Isotop stabil fosforus mempunyai jisim 31. "Radiophosphorus" dengan caj 15 dan jisim 30 pereputan dengan separuh hayat 3 minit 15 saat, memancarkan satu positron dan menjadi isotop stabil bagi silikon. Satu-satunya bukti yang tidak dapat dipertikaikan bahawa aluminium bertukar menjadi fosforus dan kemudian menjadi silikon dengan cas 14 dan jisim 30 hanya boleh menjadi pengasingan unsur-unsur ini dan pengenalannya menggunakan kualitatif cirinya. tindak balas kimia. Bagi mana-mana ahli kimia yang bekerja dengan sebatian stabil, ini adalah tugas yang mudah, tetapi bagi Irene dan Frederick, keadaannya berbeza sama sekali: atom fosforus yang mereka perolehi bertahan lebih sedikit daripada tiga minit. Ahli kimia mempunyai banyak kaedah untuk mengesan unsur ini, tetapi semuanya memerlukan penentuan yang panjang. Oleh itu, pendapat ahli kimia adalah sebulat suara: untuk mengenal pasti fosforus untuk itu masa yang singkat mustahil. Walau bagaimanapun, Joliot-Curies tidak mengenali perkataan "mustahil". Dan walaupun tugas "tidak dapat diselesaikan" ini diperlukan terlalu banyak kerja, ketegangan, ketangkasan virtuoso dan kesabaran yang tidak berkesudahan, ia telah diselesaikan. Walaupun hasil produk transformasi nuklear sangat rendah dan jisim bahan yang benar-benar diabaikan yang mengalami transformasi - hanya beberapa juta atom, adalah mungkin untuk mewujudkan Sifat kimia memperoleh fosforus radioaktif. Penemuan radioaktiviti buatan segera dianggap sebagai salah satu penemuan terbesar abad ini. Sebelum ini, radioaktiviti yang wujud dalam beberapa unsur tidak boleh disebabkan, dimusnahkan, atau entah bagaimana diubah oleh manusia. Joliot-Curies adalah yang pertama menyebabkan radioaktiviti buatan dengan mendapatkan isotop radioaktif baharu. Para saintis meramalkan kepentingan teoretikal besar penemuan ini dan kemungkinan aplikasi praktikalnya dalam bidang biologi dan perubatan. Sudah masuk tahun hadapan Penemu radioaktiviti buatan, Irene dan Frederic Joliot-Curie, telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Kimia. Meneruskan kajian ini, saintis Itali Fermi menunjukkan bahawa pengeboman neutron menyebabkan radioaktiviti buatan dalam logam berat. Enrico Fermi (1901–1954) dilahirkan di Rom. Walaupun semasa kecil, Enrico menunjukkan kebolehan yang tinggi untuk matematik dan fizik. Pengetahuan cemerlangnya dalam sains ini, yang diperoleh terutamanya hasil daripada pendidikan kendiri, membolehkannya menerima biasiswa pada tahun 1918 dan memasuki Sekolah Normal Tinggi di Universiti Pisa. Kemudian Enrico menerima jawatan sementara sebagai guru matematik untuk ahli kimia di Universiti Rom. Pada tahun 1923 dia pergi dalam perjalanan perniagaan ke Jerman, ke Göttingen, ke Max Born. Setelah kembali ke Itali, Fermi bekerja dari Januari 1925 hingga musim luruh 1926 di Universiti Florence. Di sini dia menerima yang pertama ijazah"penolong profesor percuma" dan, yang paling penting, mencipta karya terkenalnya mengenai statistik kuantum. Pada Disember 1926, beliau menjawat jawatan profesor di kerusi fizik teori yang baru ditubuhkan di Universiti Rom. Di sini dia menganjurkan satu pasukan ahli fizik muda: Rasetti, Amaldi, Segre, Pontecorvo dan lain-lain yang membentuk sekolah Itali fizik moden. Apabila pengerusi pertama fizik teori ditubuhkan di Universiti Rom pada tahun 1927, Fermi, yang berjaya mendapat prestij antarabangsa, telah dipilih sebagai ketuanya. Di sini, di ibu kota Itali, Fermi berkumpul di sekelilingnya beberapa saintis terkemuka dan mengasaskan sekolah fizik moden yang pertama di negara itu. Dalam kalangan saintifik antarabangsa, ia mula dipanggil kumpulan Fermi. Dua tahun kemudian, Fermi telah dilantik oleh Benito Mussolini ke jawatan kehormat ahli Akademi Diraja Itali yang baru diwujudkan. Pada tahun 1938 Fermi telah dianugerahkan hadiah Nobel dalam fizik. Keputusan Jawatankuasa Nobel menyatakan bahawa hadiah itu dianugerahkan kepada Fermi "atas buktinya tentang kewujudan unsur radioaktif baru yang diperoleh melalui penyinaran dengan neutron, dan penemuan tindak balas nuklear yang disebabkan oleh neutron perlahan berkaitan dengan ini." Enrico Fermi mengetahui tentang radioaktiviti buatan serta-merta, pada musim bunga tahun 1934, sebaik sahaja Joliot-Curies menerbitkan keputusan mereka. Fermi memutuskan untuk mengulangi eksperimen Joliot-Curie, tetapi pergi dengan cara yang sama sekali berbeza, menggunakan neutron sebagai zarah pengeboman. Kemudian, Fermi menjelaskan sebab ketidakpercayaan neutron oleh ahli fizik lain dan tekaan bertuahnya sendiri: "Penggunaan neutron sebagai zarah pengeboman mengalami kelemahan: bilangan neutron yang boleh dilupuskan secara praktikal adalah tidak dapat diukur. kurang daripada bilangan zarah alfa daripada sumber radioaktif, atau bilangan proton dan deuteron yang dipercepatkan dalam peranti voltan tinggi. Tetapi kelemahan ini sebahagiannya dikompensasikan oleh kecekapan neutron yang lebih besar dalam menjalankan transformasi nuklear tiruan.Neutron juga mempunyai kelebihan lain. Mereka berkeupayaan tinggi menyebabkan transformasi nuklear. Bilangan unsur yang boleh diaktifkan oleh neutron jauh melebihi bilangan unsur yang boleh diaktifkan oleh jenis zarah lain. Pada musim bunga tahun 1934, Fermi mula menyinari unsur-unsur dengan neutron. "Senapang neutron" Fermi ialah tiub kecil sepanjang beberapa sentimeter. Mereka diisi dengan "campuran" serbuk berilium yang tersebar halus dan pancaran radium. Begini cara Fermi menerangkan salah satu sumber neutron ini: “Ia adalah tiub kaca bersaiz 1.5 cm sahaja ... di dalamnya terdapat butiran berilium; sebelum mematerikan tiub, perlu memasukkan sejumlah pancaran radium ke dalamnya. zarah alfa yang dipancarkan oleh radon bilangan yang besar berlanggar dengan atom berilium dan memberi neutron... Eksperimen dijalankan seperti berikut. DALAM berdekatan plat aluminium, atau besi, atau, secara amnya, unsur yang ingin dikaji, diletakkan dari sumber neutron dan dibiarkan selama beberapa minit, jam atau hari (bergantung pada kes tertentu). Neutron yang dipancarkan dari sumber berlanggar dengan nukleus jirim. Dalam kes ini, banyak tindak balas nuklear berlaku pelbagai jenis…” Bagaimanakah ia kelihatan dalam amalan? Sampel yang dikaji ialah diberi masa di bawah pengaruh penyinaran neutron yang kuat, maka salah seorang pekerja Fermi benar-benar menjalankan sampel ke kaunter Geiger-Muller yang terletak di makmal lain dan merekodkan nadi kaunter. Lagipun, banyak radioisotop buatan baru berumur pendek. Dalam komunikasi pertama, bertarikh 25 Mac 1934, Fermi melaporkan bahawa dengan mengebom aluminium dan fluorin, dia memperoleh isotop natrium dan nitrogen yang memancarkan elektron (dan bukan positron, seperti dalam Joliot-Curie). Kaedah pengeboman neutron terbukti sangat berkesan, dan Fermi menulis bahawa ini kecekapan tinggi dalam pelaksanaan pembelahan "cukup mengimbangi kelemahan sumber neutron sedia ada berbanding dengan sumber zarah alfa dan proton." Malah, banyak yang diketahui. Neutron terkena nukleus atom bercengkerang, mengubahnya menjadi isotop yang tidak stabil, yang secara spontan reput dan terpancar. Yang tidak diketahui tersembunyi dalam sinaran ini: beberapa isotop yang diperoleh secara buatan mengeluarkan sinar beta, yang lain - sinar gamma, dan yang lain - zarah alfa. Setiap hari bilangan isotop radioaktif yang dihasilkan secara buatan meningkat. Setiap tindak balas nuklear baru perlu difahami untuk memahami transformasi kompleks atom. Bagi setiap tindak balas, adalah perlu untuk menentukan sifat sinaran, kerana hanya mengetahuinya, seseorang boleh membayangkan skema pereputan radioaktif dan meramalkan unsur itu. itu akan menjadi keputusan akhir. Kemudian tiba giliran ahli kimia. Mereka terpaksa mengenal pasti atom yang terhasil. Ini juga mengambil masa. Fermi membedil fluorin, aluminium, silikon, fosforus, klorin, besi, kobalt, perak dan iodin dengan "senjata neutron" miliknya. Semua elemen ini diaktifkan, dan dalam banyak kes boleh ditunjukkan oleh Fermi sifat kimia membentuk unsur radioaktif. Beliau berjaya mengaktifkan 47 daripada 68 elemen yang dipelajari dengan kaedah ini. Didorong oleh kejayaan itu, beliau, dengan kerjasama F. Razetti dan O. DAgostino, melakukan pengeboman neutron unsur berat: torium dan uranium. "Eksperimen telah menunjukkan bahawa kedua-dua unsur, yang sebelum ini disucikan daripada kekotoran aktif biasa, boleh diaktifkan dengan kuat apabila dihujani dengan neutron." Pada 22 Oktober 1934, Fermi membuat penemuan asas. Dengan meletakkan baji parafin di antara sumber neutron dan silinder perak yang diaktifkan, Fermi menyedari bahawa baji tidak mengurangkan aktiviti neutron, tetapi sedikit meningkatkannya. Fermi membuat kesimpulan bahawa kesan ini nampaknya disebabkan oleh kehadiran hidrogen dalam parafin, dan memutuskan untuk menguji bagaimana ia akan menjejaskan aktiviti pembelahan. sejumlah besar unsur yang mengandungi hidrogen. Setelah menjalankan eksperimen dahulu dengan parafin, kemudian dengan air, Fermi menyatakan peningkatan aktiviti ratusan kali ganda. Eksperimen Fermi telah menunjukkan kecekapan yang luar biasa neutron perlahan. Tetapi, sebagai tambahan kepada keputusan eksperimen yang luar biasa, pada tahun yang sama Fermi mencapai pencapaian teori yang luar biasa. Sudah dalam edisi Disember 1933 dalam bahasa Itali jurnal ilmiah menerbitkan pemikiran awalnya tentang pereputan beta. Pada awal tahun 1934, makalah klasiknya "Mengenai Teori Sinar Beta" telah diterbitkan. Ringkasan penulis artikel itu berbunyi: "Ia dicadangkan teori kuantitatif pereputan beta berdasarkan kewujudan neutrino: dalam kes ini, pelepasan elektron dan neutrino dianggap secara analogi dengan pelepasan kuantum cahaya oleh atom teruja dalam teori sinaran. Formula diperoleh daripada jangka hayat nukleus dan untuk bentuk spektrum berterusan sinar beta; formula yang terhasil dibandingkan dengan eksperimen. Fermi dalam teori ini memberi hayat kepada hipotesis neutrino dan model proton-neutron nukleus, juga menerima hipotesis putaran isotonik yang dicadangkan oleh Heisenberg untuk model ini. Berdasarkan idea yang diutarakan oleh Fermi, Hideki Yukawa meramalkan pada tahun 1935 kewujudan zarah asas, kini dikenali sebagai pi-meson, atau pion. Mengulas mengenai teori Fermi, F. Razetti menulis: "Teori yang dibina atas dasar ini ternyata mampu bertahan hampir tidak berubah selama dua setengah dekad pembangunan revolusioner fizik nuklear. Ia mungkin perasan bahawa teori fizikal jarang dilahirkan dalam bentuk akhir sebegitu.

Radioaktiviti ialah keupayaan beberapa unsur kimia (uranium, torium, radium, californium) secara spontan mereput dan memancarkan sinaran yang tidak kelihatan.

Bahan radioaktif (RS) mereput pada kadar yang ditentukan dengan ketat, diukur dengan separuh hayat, i.e. masa yang diambil untuk separuh daripada semua atom untuk mereput. Pereputan radioaktif tidak boleh dihentikan atau dipercepatkan dengan apa cara sekalipun.

Rasuk sinaran dalam medan magnet dibahagikan kepada tiga jenis sinaran:

b-radiasi - aliran zarah bercas positif yang mewakili nukleus helium, bergerak pada kelajuan kira-kira 20,000 km / s, i.e. 35,000 kali lebih pantas daripada pesawat moden. Zarah alfa adalah salah satu zarah berat, ia adalah 7300 kali lebih berat daripada elektron. Dalam tisu haiwan, kuasa penembusannya lebih kurang dan diukur dalam mikron. Zarah alfa adalah sebahagian daripada sinar kosmik berhampiran Bumi (6%).

Pereputan alfa ialah transformasi spontan nukleus, disertai dengan pelepasan dua proton dan dua neutron, membentuk nukleus He 4 2.

Akibat daripada pereputan alfa, cas nuklear berkurangan sebanyak 2, dan nombor jisim untuk 4 unit. Sebagai contoh: tenaga kinetik zarah-b yang dikeluarkan ditentukan oleh jisim nukleus awal dan akhir bagi zarah-b. Lebih daripada 200 nukleus 6-aktif diketahui, terletak terutamanya di hujung sistem berkala. Terdapat juga kira-kira 20 yang diketahui b-isotop radioaktif unsur nadir bumi. Di sini pereputan b adalah paling tipikal untuk nukleus dengan bilangan neutron N = 84, yang, apabila zarah-b dipancarkan, bertukar menjadi nukleus dengan sampul nuklear(N=82). Jangka hayat nukleus b-aktif berbeza secara meluas: dari 3 * 10 -7 saat (untuk Po 212) hingga (2-5) * 10 15 tahun ( isotop semula jadi Ce 142, 144, 176) Tenaga pereputan b yang diperhatikan terletak dalam julat 4-9 MeV (kecuali zarah b jarak jauh) untuk semua nukleus berat dan 2-4.5 MeV untuk unsur nadir bumi.

c- sinaran - aliran zarah bercas negatif (elektron). Kelajuan mereka 200,000-300,000 km/s menghampiri kelajuan cahaya. Jisim zarah beta adalah sama dengan 1/1840 jisim hidrogen. Zarah beta ialah zarah ringan.

sinaran-g - ialah gelombang pendek radiasi elektromagnetik. Sifat-sifatnya dekat dengan X-ray, tetapi mempunyai kelajuan dan tenaga yang jauh lebih besar, tetapi merambat pada kelajuan cahaya. Dalam spektrum gelombang elektromagnet sinaran ini menduduki tempat yang paling tepat. Mereka hanya diikuti sinaran kosmik. Tenaga sinar gamma purata kira-kira 1.3 MeV (megaelektronvolt). Ini adalah tenaga yang sangat besar. Kekerapan ayunan gelombang sinar gamma ialah 10 20 kali / saat, iaitu sinaran gamma adalah sinar yang sangat keras, dan kuasa penembusannya hebat. Mereka melalui tubuh manusia tanpa halangan.

Dalam sesetengah tindak balas nuklear, sinaran menembusi kuat dihasilkan yang tidak dipesongkan oleh elektrik dan medan magnet. Sinar ini menembusi lapisan plumbum setebal beberapa meter. Sinaran ini adalah aliran zarah yang dicas secara neutral. Zarah ini dipanggil neutron.

Jisim neutron adalah sama dengan jisim proton. Neutron mempunyai kelajuan yang berbeza, secara purata kurang daripada kelajuan cahaya. neutron cepat membangunkan tenaga dalam urutan 0.5 MeV dan ke atas, yang perlahan - daripada pecahan kepada beberapa ribu volt elektron. Neutron, sebagai zarah neutral elektrik, mempunyai, seperti sinar gamma, kuasa penembusan yang besar. Kelemahan fluks neutron terutamanya berlaku disebabkan oleh perlanggaran dengan nukleus atom lain dan disebabkan oleh penangkapan neutron oleh nukleus atom. Jadi dalam perlanggaran dengan nukleus ringan, neutron masuk lebih kehilangan tenaga mereka, tetapi bahan ringan yang mengandungi hidrogen seperti: air, parafin, tisu badan manusia, konkrit mentah, tanah, adalah penyederhana dan penyerap neutron terbaik.

Secara semula jadi, banyak unsur kimia mengeluarkan sinaran. Unsur-unsur ini dipanggil unsur radioaktif, dan proses itu sendiri dipanggil radioaktiviti semula jadi. Baik tekanan dan suhu yang besar, mahupun magnet dan medan elektrik. Sinaran radioaktif dikaitkan dengan perubahan nukleus unsur. Terdapat dua jenis pereputan radioaktif semula jadi.

Pereputan alfa, di mana nukleus mengeluarkan zarah alfa. Dengan jenis pereputan ini, nukleus unsur lain sentiasa diperolehi daripada satu nukleus, di mana casnya kurang daripada dua unit, dan jisimnya kurang daripada empat unit. Jadi, sebagai contoh, radium mereput, bertukar menjadi radon:

Ra 88 226 > He 2 4 + Rn 86 222

Pereputan beta, di mana zarah beta dipancarkan daripada nukleus. Memandangkan zarah beta boleh dicas secara berbeza, pereputan beta boleh sama ada elektronik atau positron.

Pereputan elektronik menghasilkan unsur dengan jisim yang sama, tetapi dengan cas lebih besar daripada satu. Beginilah cara torium ditukar kepada protaktinium:

Th 90 233 > Pa 91 233 + e -1 + g - kuantum.

Semasa pereputan positron, unsur radioaktif kehilangan zarah positif dan bertukar menjadi unsur dengan jisim yang sama, tetapi dengan cas kurang daripada satu. Jadi isotop magnesium bertukar menjadi natrium:

Mg 12 23 > Na 11 23 + e +1 + g-kuantum.

Dengan mengarahkan rasuk zarah alfa ke atas plat aluminium, buat pertama kali isotop radioaktif tiruan fosforus P 15 30 diperoleh:

Al 13 27 + He 2 4 > P 15 30 + n 0 1

Isotop yang diperoleh itu dipanggil radioaktif buatan, dan keupayaannya untuk mereput dipanggil radioaktiviti buatan. Pada masa ini, lebih daripada 900 isotop radioaktif tiruan telah diperolehi.

Mereka digunakan secara meluas dalam perubatan dan biologi untuk belajar transformasi kimia dalam organisma. Kaedah ini dipanggil kaedah atom berlabel.

Radioaktiviti ialah. keupayaan nukleus atom beberapa unsur kimia untuk secara spontan berubah menjadi nukleus unsur kimia lain dengan pembebasan tenaga dalam bentuk sinaran. Bahan yang wujud di alam semula jadi dipanggil radioaktif semulajadi, manakala bahan yang telah memperoleh sifat ini secara buatan dipanggil radioaktif buatan. Fenomena radioaktiviti ditemui pada tahun 1896 oleh ahli fizik Perancis A. Becquerel semasa mengkaji fosforesensi garam uranium. Semasa spontan, bebas daripada sebab luaran, pereputan garam uranium, sinar yang serupa dengan sinar-X telah dipancarkan: ia menembusi melalui bahan legap, kertas fotografi yang diterangi, gas terion, dan terjejas. tisu hidup. Pada tahun 1898 Maria Skłodowska-Curie menemui radioaktiviti torium. Dia juga menunjukkan itu bijih uranium Ia lebih radioaktif daripada uranium tulen. Marie dan Pierre Curie mencadangkan bahawa garam uranium mengandungi kekotoran bahan radioaktif lain, ia ternyata polonium dan radium.

Pelepasan daripada unsur radioaktif semula jadi, seperti yang ditunjukkan oleh ahli fizik Inggeris E. Rutherford (1911), mempunyai sifat fizikal yang berbeza. Sebahagian daripada sinar dalam medan elektrik terpesong ke arah konduktor bercas negatif, yang menunjukkan mereka caj positif; ia dipanggil sinar-ά. Bahagian lain rasuk itu terpesong ke arah konduktor bercas positif. Sinar bercas negatif ini dipanggil sinar-β. Sinar neutral elektrik yang tidak menyimpang dalam medan elektrik dipanggil sinar-γ.

Kajian tentang intipati pereputan radioaktif semulajadi membawa E. Rutherford kepada kesimpulan tentang kemungkinan pembelahan buatan nukleus. Pada tahun 1919, apabila dia mengebom nukleus atom nitrogen dengan zarah ά, dia mengetuk keluar zarah bercas positif, proton, daripadanya. Pada masa yang sama, unsur kimia baru, oksigen, telah terbentuk.

Pada tahun 1932, data muncul mengenai kewujudan dalam nukleus atom, bersama-sama dengan proton, neutron yang serupa dengan saiznya. Ahli fizik Soviet D. D. Ieanenko, E. G. Gapon dan ahli fizik Jerman Goldhaber membangunkan teori tentang struktur proton-neutropik nukleus atom. ahli fizik Inggeris Chadwick menemui neutron pada tahun 1933. Irene dan Frederic Joliot-Curie, apabila dihujani dengan ά-zarah aluminium, boron, magnesium, bersama-sama dengan neutron, menerima positron. Selain itu, positron telah dipancarkan walaupun selepas penyinaran aluminium dihentikan, iaitu, untuk pertama kalinya, unsur radioaktif diperoleh secara buatan.

2713А1 +42 ά→10n + 3015P→ e+ + 3014Si

Penjana neutron pertama, yang terbentuk dalam pemecut zarah bercas berat (cyclotron), telah direka pada tahun 1936 oleh Laurence.

Pada tahun 1940, ahli fizik Soviet G. N. Flerov dan K. A. Petrzhak menemui fenomena pembelahan spontan nukleus uranium menjadi serpihan besar dengan pembebasan 2-3 neutron bebas, yang seterusnya menyebabkan pembelahan nukleus lain dengan pembebasan neutron baru, dll. Kemungkinan tindak balas berantai ditunjukkan, yang boleh digunakan untuk menyinari unsur kimia yang stabil dengan neutron dan menukarkannya kepada unsur radioaktif. Berbeza dengan zarah-a, neutron, yang neutral secara elektrik, mudah menembusi ke dalam nukleus atom, memindahkannya ke keadaan teruja.

Pada tahun 1942, di Amerika Syarikat, ahli fizik Itali E. Fermi pertama kali memperoleh tindakbalas berantai dalam amalan, dengan mencipta reaktor nuklear yang berfungsi. Pada masa Perang Dunia Kedua, pembangunan sampel pertama senjata atom. Ia digunakan oleh Amerika Syarikat pada tahun 1945 semasa pengeboman bandar Jepun Hiroshima dan Nagasaki. Pada tahun 1954, operasi perindustrian loji tenaga nuklear pertama di dunia bermula di USSR.

Terima kasih kepada penciptaan reaktor atom dan pemecut zarah berkuasa, isotop radioaktif semua unsur kimia kini telah diperoleh yang boleh digunakan untuk keperluan ekonomi negara, termasuk perubatan.

Isotop radioaktif buatan diperolehi dengan membombardir nukleus atom unsur kimia yang stabil dengan neutron, proton, deuteron, dan juga daripada hasil pembelahan uranium atau plutonium dalam reaktor nuklear.

Contohnya ialah tindak balas untuk mendapatkan radiofosforus:

3115P + 10n → 3215Р atau 3115P + 11H → 3215P + e+ + n.

Tanggapan peribadi dan cadangan untuk menambah baik kerja DEC "Benang Langsung"
Mengenai faedah hippoterapi. Hippotherapy - pemulihan ekuestrian, dan lebih mudah - rawatan dengan bantuan kuda. Untuk meyakinkan orang yang ragu-ragu, sudah cukup untuk menunjukkan ...

Apabila bayi belum lahir lagi...
Pendidikan pergigian ibu bapa memainkan peranan penting dalam menjaga kesihatan pergigian anak-anak. Keperluan untuk menjaga gigi sementara harus jelas kepada ibu bapa. Keadaan sementara...