Chemia10

Najtrwiiln/u «.| lądu ułomów

I) l.lklllj SmIIIIOI III /bln piołunów l iiHiilronów, :,/(7(i(|ólnie windy, gdy liczba la Inst parzysta, l ik;) samą liczbę nniltmnów i plutonów mają I /.i/wyc/a|

I nu 'vir|kii: atomy.

I'dcIc/;u; rozpadów naturalnych umiłowane jest promieniowanie a, /i oraz y. Powstają także nowe pierwiastki, i|dyż /mienia się skład jądra atomowego.

mua.i |.n li ,1 ni 1. ymaiin pi /c/ dni In nic do '.u hu n. i< miyi li doswind 1 /; 1111 u iii.u. unii 1 nim i pinloini wynosi 2,017 u pmh .1 pd\ . mn 1/nim maso istniejących jo/ jądci wynosi .2,01^ n. Opisany 1 il»\l< I masy /ostał po prosili przetworzony w energię wiązania jądra 1 można go wyjaśnić za pomocą podanej przez A. Einsteina zależności między masą a energia: E = mc².

Energia wiązania jądra dla różnych nuklidów ma różną wartość. Ato my o trwałych jądrach cechuje wyższa energia wiązania przypadająca na jeden nukleon. Najtrwalsze są nuklidy o małych liczbach masowych, szczególnie jeśli zawierają parzystą liczbę neutronów i parzystą liczbę protonów.

Niektóre pierwiastki charakteryzuje zdolność do samorzutnego roz padu ich jąder. Takie pierwiastki nazywamy promieniotwórczymi (ina czej radioaktywnymi). Samorzutnemu rozpadowi jąder pierwiastków to warzyszy emisja cząstek a (promieniowanie a jest strumieniem jądei helu jjHe, poruszających się z bardzo dużą prędkością, nawet kilkunastu tys. km/s), cząstek f3 (promieniowanie (5 to strumień elektronów o dużej prędkości, od kilkudziesięciu tys. km/s do niewiele mniejszej niż pręd kość światła) i promieniowania 7 (które jest promieniowaniem elektro magnetycznym o długości fali mniejszej niż 1 • 10"" m, rozchodzącym się z prędkością światła).

Podczas przemian, a i /3 powstaje zupełnie nowy pierwiastek chc miczny. Przykładem przemiany a jest rozpad jądra promieniotwórczego uranu ²HU zgodny z równaniem:

—²gTh+5He

w^r czasie którego jądro uranu emituje cząstkę a (czyli traci 2 neutrony i 2 protony), przekształcając się w jądro toru.

jądro uranu    jądro toru    jądro helu

Wyi/uceniu liagmentów ją-dia na zewnątrz atomu towarzy-:;/y za/wyczaj oderwanie niektórych elektronów od chmury elektronowej atomu.

MO

Ryc. 3.8. Schemat przemiany a

Pamiętajmy o tym, że rozpędzone jądro helu zostaje wyrzucone na zc wnątrz atomu uranu. Konieczność przedarcia się tego jądra przez chmurę elektronową uranu powoduje częściowe jej naruszenie, zatem bezpośrednio po przemianie powstają 2 jony: jon toru i jon helu. Aby stać się na powrót atomami, muszą one zdobyć brakujące elektrony. Tak więc przemianom promieniotwórczym towarzyszy zawsze jonizacja otoczenia.

Ivn/|)ii(l < r jesl 11; 111 i .1 ii |    | u i| s I . 111 y w . ilnn l.irl I n nd|)< iwiii I urn (In

i li judi ui li VV\ i / lici m< 1.1<11 i .ilnimi c/ąsl ki /Itiuli tu ,nu | / ^ł pi oto m iw i neiil umów pow i ulii|. /uiniejs/cnic się masy puli ;i marn i /yslcim i ma/ zmianę jego ładunku 'godnie / lównanicm:

■j x . ii Y + iHc

/. pierwiastka o liczbie masowej A i liczbie atomowej Z powstaje wówczas nowy pierwiastek o liczbie masowej A - 4 i liczbie atomowej .'    2. Przykłady takich przemian opisują równania:

%Cm —- ^Pu + jlle ²^Pu — ²^U + jlle

Przykład przemiany /3 stanowi emisja elektronu przez jądro toru:

²go Th —* ²ęjPa + e-

\ wyniku której powstaje jądro protaktynu. Oprócz elektronu podczas u i przemiany wyemitowane zostaje jeszcze antyneutrino. Antyneutrino i sl cząstką pozbawioną ładunku, o masie mniejszej nawet od elektronu, także w tym wypadku dochodzi do przebudowy powłok elektronowych \ nowo powstającym atomie.

Ponieważ atomy o dużych liczbach masowych mają nadmiar neutronów w jądrze, w naturalny sposób zmniejszają liczbę neutronów przez pi/utworzenie neutronu w proton:

neutron —* proton + elektron

n —► p + e~

¹ (

Podczas takiej przemiany następuje wyrzucenie z jądra elektronu,

• /yli przemiana /3. Masa jądra nie ulega zmianie, wzrasta natomiast jego ładunek - otrzymujemy jądro pierwiastka o większej liczbie atomowej. Przemianę taką możemy zapisać za pomocą równania:

^^y+e-

I la rdzo pospolitymi przykładami takich przemian są reakcje:

²|U —> ²^Np + e-^ltC —    + e-

I lak pamiętamy, powyższe zapisy są niekompletne, gdyż przemianom !vm towarzyszy emisja neutrina oraz energii).

Przemianie fi ulega również sztucznie otrzymywany izotop wodoru t ryt ,11:

jU —► 2_He + e