009

A HibUl. IM1U.1 .Vvu    r„, r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS >*}

1.4 MASA ATOMOWA I CZĄSTECZKOWA    9

różniących się masą atomowa. Odmiany takie nazywamy izotopami Atomy poszczególnych izotopów noszą nazwę nuklidów Każdemu izotopowi odpowiada inny rodzaj nuklidów. Izotopy tego samego pierwiastka mają nuklidy o tej samej liczbie atomowej, lecz o różnej masie. Izotopy dwóch różnych pierwiastków mają nuklidy różniące się liczbą atomową; najczęściej mają one także różną masę.

Izotopy tego samego pierwiastka wykazują niemal takie same właściwości fizyczne i chemiczne. Pewne różnice, na ogól bardzo niewielkie, lecz dające się wykryć odpowiednio czułymi metodami, zaznaczają się w przypadku tych właściwości, które są bezpośrednio związane z masą atomów oraz z budową jądra atomowego. Do zagadnienia tego wrócimy w p. 2.1.

Większość pierwiastków występujących w przyrodzie stanowi mieszaninę kilku izotopów, zachowującą na ogól stały skład bez względu na pochodzenie próbki oraz sposób jej otrzymania.

Istnienie izotopów można wykazać w sposób najhaid/icj bezpośredni za pomocą spektrografu lub spektrometru mas (Joseph J. Thomson. 19U7 r.. Arthur J. Dcmpstcr. 1918 r.. Francis W. Aston, 1919 r.). Sposób działania spektrografu mas można przedstawić następująco. Do komory próżniowej wprowadza się badaną substancję w postaci wąskiego strumienia gazu, znajdującego się pod bardzo niskim ciśnieniem. Tam poddaje się ją działaniu promieni katodowych biegnących prostopadle do kierunku strumienia cząstek gazu. Rozpędzone elektrony, tworzące promienie katodowe, podczas zderzeń się z obojętnymi atomami lub cząsteczkami wyrywają z nich elektrony, w wyniku czego powstają dodatnie jony (a także pewna liczba jonów ujemnych, te jednak nie są ważne dla dalszego toku rozumowania), lak wytworzony strumień jonów dodatnich, stanowiący w istocie wiązkę promieni kanalikowych, przechodzi następnie przez układ pól elektrycznych i magnetycznych, które powodują odchylenie biegu poszczególnych cząstek Jony odznaczające się tym samym stosunkiem ładunku do masy, Q/m. padając na odpowiednio ustawioną kliszę fotograficzną wyznaczają na mej krótkie linie proste, widoczne po wywołaniu kliszy. Zaczernienie takiej linii jest tym silniejsze, im więcej padło na mą jonów o tym samym stosunku Q/m Większość jonów jest obdarzona pojedynczym dodatnim elementarnym ładunkiem elektrycznym. Najłatwiej bowiem utracić w zderzeniach z elektronami promieni katodowych tylko jeden własny elektron Atomy czy cząsteczki podwójnie zjonizowanc tworzą linię odpowiadającą dokładnie dwukrotnie większemu stosunkowi Q/m niż cząsteczki o tej samej masie /jonizowane pojedynczo. W przypadku prostych substancji nic jest trudno się zorientować, które linie odpowiadają atomom czy cząsteczkom pojedynczo zjonizowanynt. a które podwójnie /jonizowanym. Wystarczy przeto w dalszym ciągu zajmować się tylko atomami czy cząsteczkami pojedynczo naładowanymi

W obecnie budowanych i używanych przyrządach rejestrację fotograficzną zastąpiono pomiarem natężeniu strumienia jonów dodatnich o określonych stosunkach Q/m Aparaty takie noszą nazwę spektrometrów mas.

Należy tutaj dodać, że zastosowanie spektrometrów mas nie ogranicza Się bynajmniej do substancji gazowych lub łatwo lotnych, jakby się to mogło na pozór wydawać. Z wielu substancji stałych o wysokich nawet temperaturach topnienia w czasie ogrze