Anong mga sangkap ang kasama sa kernel? Atomic nucleus

Ang nucleus ng isang atom ay binubuo ng mga nucleon, na nahahati sa mga proton at neutron.

Simbolikong pagtatalaga ng nucleus ng isang atom:

Ang A ay ang bilang ng mga nucleon, i.e. proton + neutrons (o atomic mass)
Z- bilang ng mga proton (katumbas ng bilang ng mga electron)
Ang N ay ang bilang ng mga neutron (o atomic number)

NUCLEAR FORCES

Kumilos sa pagitan ng lahat ng mga nucleon sa nucleus;
- mga puwersa ng pang-akit;
- short-acting

Ang mga nucleon ay naaakit sa isa't isa ng mga puwersang nuklear, na ganap na hindi katulad ng alinman sa mga puwersang gravitational o electrostatic. . Ang mga puwersang nuklear ay nabubulok nang napakabilis sa distansya. Ang kanilang radius ng pagkilos ay halos 0.000 000 000 000 001 metro.
Para sa ultra-maliit na haba na ito, na nagpapakilala sa laki ng atomic nuclei, isang espesyal na pagtatalaga ang ipinakilala - 1 fm (bilang parangal sa pisikong Italyano na si E. Fermi, 1901-1954). Ang lahat ng nuclei ay ilang Fermi ang laki. Ang radius ng mga puwersang nuklear ay katumbas ng laki ng isang nucleon, kaya ang nuclei ay mga kumpol ng napakasiksik na bagay. Marahil ang pinakamakapal sa mga kondisyon ng terrestrial.
Ang mga puwersang nuklear ay malakas na pakikipag-ugnayan. Ang mga ito ay maraming beses na mas malaki kaysa sa puwersa ng Coulomb (sa parehong distansya). Nililimitahan ng maikling pagkilos ang epekto ng mga puwersang nukleyar. Habang dumarami ang bilang ng mga nucleon, nagiging hindi matatag ang mga nuclei, at samakatuwid ang karamihan sa mga mabibigat na nuclei ay radioactive, at ang mga napakabigat na nuclei ay hindi maaaring umiral.
Huling numero Ang mga elemento sa kalikasan ay bunga ng mga short-range nuclear forces.

Istraktura ng atom - Cool physics

Alam mo ba?

Sa kalagitnaan ng ika-20 siglo, hinulaan ng teoryang nuklear ang pagkakaroon ng mga stable na elemento na may atomic number Z = 110 -114.
Sa Dubna ang ika-114 na elemento ay nakuha sa atomic mass A = 289, na "nabuhay" sa loob lamang ng 30 segundo, na hindi kapani-paniwalang mahaba para sa isang atom na may nucleus na ganito ang laki.
Ngayon, tinatalakay na ng mga theorist ang mga katangian ng superheavy nuclei na tumitimbang ng 300 at kahit 500.

Ang mga atom na may parehong atomic number ay tinatawag na isotopes: sa periodic table
sila ay matatagpuan sa parehong cell (sa Greek isos - pantay, topos - lugar).
Ang mga kemikal na katangian ng isotopes ay halos magkapareho.
Kung mayroong humigit-kumulang 100 elemento sa kalikasan, mayroong higit sa 2000 isotopes. Marami sa kanila ay hindi matatag, iyon ay, radioactive, at pagkabulok, naglalabas iba't ibang uri radiation.
Ang mga isotopes ng parehong elemento ay naiiba sa komposisyon lamang sa bilang ng mga neutron sa nucleus.

Isotopes ng hydrogen.

Kung aalisin mo ang espasyo mula sa lahat ng mga atom katawan ng tao, kung gayon ang natitira ay magagawang magkasya sa mata ng karayom.

Para sa mga mausisa

Pagpaplano ng mga sasakyan

Kung, habang nagmamaneho ng kotse sa isang basang kalsada sa mataas na bilis, bigla kang nagpreno, ang kotse ay kumikilos tulad ng isang glider; ang mga gulong nito ay magsisimulang mag-slide sa isang manipis na pelikula ng tubig, halos hindi humahawak sa kalsada. Bakit ito nangyayari? Bakit hindi laging dumudulas ang isang sasakyan sa basang kalsada, kahit na hindi nakalapat ang preno? Mayroon bang tread pattern na nakakabawas sa epektong ito?

Kinalabasan...
Ang ilang mga pattern ng pagtapak ay inaalok upang mabawasan ang posibilidad ng hydroplaning. Halimbawa, ang uka ay maaaring magdirekta ng tubig sa likurang contact point ng tread sa kalsada, kung saan ang tubig ay itatapon. Ang iba, mas maliliit na uka ay maaaring mag-alis ng tubig sa mga gilid. Sa wakas, ang mga maliliit na depresyon sa tread ay maaaring "basain" ang layer ng tubig sa kalsada, na hawakan ito bago ang pangunahing lugar ng contact ng tread sa ibabaw ng kalsada. Sa lahat ng kaso, ang layunin ay alisin ang tubig mula sa contact zone sa lalong madaling panahon at maiwasan ang hydroplaning.

Ang nucleus ng pinakasimpleng atom - ang hydrogen atom - ay binubuo ng isang elementarya na particle na tinatawag na proton. Ang nuclei ng lahat ng iba pang mga atomo ay binubuo ng dalawang uri ng mga particle - mga proton at neutron. Ang mga particle na ito ay tinatawag na mga nucleon. Proton. Ang isang proton ay may singil at masa

Para sa paghahambing, ituro natin na ang mass ng elektron ay katumbas ng

Mula sa paghahambing ng (66.1) at (66.2) sumusunod na ang -Proton ay may spin na katumbas ng kalahati at sarili nitong magnetic moment.

Isang yunit ng magnetic moment na tinatawag na nuclear magneton. Mula sa paghahambing sa (33.2) ito ay sumusunod na ito ay 1836 beses na mas mababa kaysa sa Bohr magneton. Dahil dito, ang sariling magnetic moment ng proton ay humigit-kumulang 660 beses na mas mababa kaysa sa magnetic moment ng electron.

Neutron. Ang neutron ay natuklasan noong 1932 ng English physicist na si D. Chadwick. Electric charge ito katumbas ng zero, at ang misa

napakalapit sa masa ng isang proton.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga masa ng isang neutron at isang proton ay 1.3 MeV, i.e.

Ang neutron ay may spin na katumbas ng kalahati at (sa kabila ng kawalan ng electric charge) ng sarili nitong magnetic moment

(Ang minus sign ay nagpapahiwatig na ang mga direksyon ng intrinsic na mekanikal at magnetic na mga sandali ay kabaligtaran). Paliwanag para dito kamangha-manghang katotohanan ibibigay sa § 69.

Tandaan na ang ratio ng mga pang-eksperimentong halaga na may mataas na antas ng katumpakan ay katumbas ng -3/2. Napansin lamang ito pagkatapos makuha ang naturang halaga ayon sa teorya.

Sa isang libreng estado, ang isang neutron ay hindi matatag (radioactive) - ito ay kusang nabubulok, nagiging isang proton at naglalabas ng isang electron at isa pang particle na tinatawag na antineutrino (tingnan ang § 81). Ang kalahating buhay (i.e., ang oras kung kailan nabubulok ang kalahati ng orihinal na bilang ng mga neutron) ay humigit-kumulang 12 minuto. Ang scheme ng pagkabulok ay maaaring isulat tulad ng sumusunod:

Ang masa ng antineutrino ay zero. Ang mass ng neutron ay mas malaki kaysa sa mass ng proton. Samakatuwid, ang mass ng neutron ay lumampas sa kabuuang masa ng mga particle na lumilitaw sa kanang bahagi ng equation (66.7), ibig sabihin, ng 0.77 MeV. Ang enerhiya na ito ay inilabas sa panahon ng pagkabulok ng isang neutron sa anyo ng kinetic energy ng mga nagresultang particle.

Mga katangian ng atomic nucleus. Isa sa pinakamahalagang katangian ng atomic nucleus ay ang charge number Z. Ito ay katumbas ng bilang ng mga proton na bumubuo sa nucleus at tinutukoy ang singil nito, na katumbas ng Ang numerong Z ay tumutukoy sa serial number ng isang kemikal na elemento sa ang periodic table. Samakatuwid, ito ay tinatawag ding atomic number ng nucleus.

Ang bilang ng mga nucleon (i.e., ang kabuuang bilang ng mga proton at neutron) sa nucleus ay tinutukoy ng titik A at tinatawag na mass number ng nucleus. Ang bilang ng mga neutron sa nucleus ay katumbas ng

Ang simbolo na ginamit upang italaga ang mga kernel ay

kung saan ang X ay tumutukoy sa kemikal na simbolo ng elemento. Nakalagay sa kaliwang tuktok Pangkalahatang numero, kaliwang ibaba - atomic number (madalas na tinanggal ang huling icon).

Minsan ang numero ng masa ay nakasulat hindi sa kaliwa, ngunit sa kanan ng simbolo ng isang elemento ng kemikal

Ang nuclei na may parehong Z ngunit magkaibang A ay tinatawag na isotopes. Karamihan sa mga elemento ng kemikal ay may ilang matatag na isotopes. Kaya, halimbawa, ang oxygen ay may tatlong matatag na isotopes: ang lata ay may sampu, atbp.

Ang hydrogen ay may tatlong isotopes:

Ang protium at deuterium ay matatag, ang tritium ay radioactive.

Ang nuclei na may parehong mass number A ay tinatawag na isobars. Bilang halimbawa, ang mga nuclei na may parehong bilang ng mga neutron ay tinatawag na isotones. Panghuli, mayroong mga radioactive nuclei na may parehong Z at A, na magkaiba sa kalahating buhay. Tinatawag silang mga isomer. Halimbawa, mayroong dalawang isomer ng nucleus; ang isa sa kanila ay may kalahating buhay na 18 minuto, ang isa ay may kalahating buhay na 4.4 na oras.

Mga 1500 nuclei ang kilala, na naiiba sa Z o A, o sa pareho. Humigit-kumulang 1/5 ng mga nuclei na ito ay matatag, ang iba ay radioactive. Maraming nuclei ang ginawang artipisyal gamit ang mga reaksyong nuklear.

Ang mga elemento na may atomic number Z mula 1 hanggang 92 ay matatagpuan sa kalikasan, hindi kasama ang technetium at promethium. Ang plutonium, pagkatapos makuha nang artipisyal, ay natagpuan sa hindi gaanong dami sa natural na mineral - resin blende. Ang natitirang mga elemento ng transuranium (i.e., suburanium) (na may Z mula 93 hanggang 107) ay artipisyal na ginawa sa pamamagitan ng iba't ibang reaksyong nukleyar.

Ang mga elementong transuranic na curium, einsteinium, fermium) at mendelevium) ay pinangalanan bilang parangal sa mga natatanging siyentipiko na P. at M. Curie, A. Einstein, E. Fermi at D. I. Mendeleev. Ipinangalan si Lawrence sa imbentor ng cyclotron, si E. Lawrence. Kurchatov) ay natanggap ang pangalan nito bilang parangal sa natitirang Soviet physicist na si I.V. Kurchatov.

Ang ilang elemento ng transuranium, kabilang ang Kurchatovium at mga elementong may bilang na 106 at 107, ay nakuha sa Laboratory of Nuclear Reactions ng Joint Institute for Nuclear Research sa Dubna ng siyentipikong Sobyet na si G. N. Flerov at ng kanyang mga katuwang.

Mga laki ng kernel. Sa isang unang pagtatantya, ang nucleus ay maaaring ituring na isang bola, ang radius na kung saan ay lubos na tumpak na tinutukoy ng formula

(Ang Fermi ay ang pangalan ng isang yunit ng haba na katumbas ng cm na ginagamit sa nuclear physics). Mula sa formula (66.8) sumusunod na ang dami ng nucleus ay proporsyonal sa bilang ng mga nucleon sa nucleus. Kaya, ang density ng matter sa lahat ng nuclei ay humigit-kumulang pareho.

Nuclear spin. Ang mga pag-ikot ng mga nucleon ay nagdaragdag sa nagresultang pag-ikot ng nucleus. Ang spin ng nucleon ay pantay. Samakatuwid, ang quantum number ng spin ng nucleus l ay magiging half-integer sa kakaibang numero mga nucleon A at integer o zero para sa kahit na A. Ang mga spin ng nuclei l ay hindi lalampas sa ilang unit. Ipinapahiwatig nito na ang mga pag-ikot ng karamihan sa mga nucleon sa nucleus ay magkakansela sa isa't isa, na antiparallel. Lahat ng even-even nuclei (iyon ay, nuclei na may even number of protons at even number of neutrons) ay may spin of zero.

Ang atom ay ang pinakamaliit na butil ng isang kemikal na elemento na nagpapanatili ng lahat ng ito Mga katangian ng kemikal. Ang isang atom ay binubuo ng isang nucleus, na may positibong singil sa kuryente, at mga electron na may negatibong singil. Ang singil ng nucleus ng anumang elemento ng kemikal ay katumbas ng produkto ng Z at e, kung saan ang Z ay ang serial number ng elementong ito sa periodic system ng mga elemento ng kemikal, ang e ay ang halaga ng elementarya na singil sa kuryente.

Elektron ay ang pinakamaliit na particle ng isang substance na may negatibong electric charge e=1.6·10 -19 coulombs, kinuha bilang elementary electric charge. Ang mga electron, na umiikot sa paligid ng nucleus, ay matatagpuan sa mga shell ng elektron na K, L, M, atbp. Ang K ay ang shell na pinakamalapit sa nucleus. Ang laki ng isang atom ay tinutukoy ng laki ng shell ng elektron nito. Ang isang atom ay maaaring mawalan ng mga electron at maging isang positibong ion o makakuha ng mga electron at maging negatibong ion. Tinutukoy ng singil ng isang ion ang bilang ng mga electron na nawala o nakuha. Ang proseso ng paggawa ng neutral na atom sa isang sisingilin na ion ay tinatawag na ionization.

Atomic nucleus(ang gitnang bahagi ng atom) ay binubuo ng mga elementong nuklear na particle - mga proton at neutron. Ang radius ng nucleus ay humigit-kumulang isang daang libong beses na mas maliit kaysa sa radius ng atom. Ang density ng atomic nucleus ay napakataas. Mga proton- ito ay mga matatag na elementarya na particle na may isang positibong singil sa kuryente at isang mass na 1836 beses na mas malaki kaysa sa mass ng isang electron. Ang proton ay ang nucleus ng isang atom ng pinakamagaan na elemento, ang hydrogen. Ang bilang ng mga proton sa nucleus ay Z. Neutron ay isang neutral (walang singil sa kuryente) elementarya na butil na may mass na napakalapit sa masa ng isang proton. Dahil ang masa ng nucleus ay binubuo ng masa ng mga proton at neutron, ang bilang ng mga neutron sa nucleus ng isang atom ay katumbas ng A - Z, kung saan ang A ay ang mass number ng isang ibinigay na isotope (tingnan). Ang proton at neutron na bumubuo sa nucleus ay tinatawag na mga nucleon. Sa nucleus, ang mga nucleon ay konektado sa pamamagitan ng mga espesyal na puwersang nuklear.

Ang atomic nucleus ay naglalaman ng isang malaking reserba ng enerhiya, na inilabas sa panahon ng mga reaksyong nuklear. Ang mga reaksyong nuklear ay nangyayari kapag ang atomic nuclei ay nakikipag-ugnayan sa elementarya na mga particle o sa nuclei ng iba pang mga elemento. Bilang resulta ng mga reaksyong nuklear, nabuo ang mga bagong nuclei. Halimbawa, ang isang neutron ay maaaring mag-transform sa isang proton. Sa kasong ito, ang isang beta particle, ibig sabihin, isang electron, ay pinalabas mula sa nucleus.

Ang paglipat ng isang proton sa isang neutron sa nucleus ay maaaring isagawa sa dalawang paraan: alinman sa isang particle na may mass na katumbas ng masa ng electron, ngunit may positibong singil, na tinatawag na isang positron (positron decay), ay ibinubuga mula sa ang nucleus, o ang nucleus ay kumukuha ng isa sa mga electron mula sa K-shell na pinakamalapit dito (K -capture).

Minsan ang nagreresultang nucleus ay may labis na enerhiya (nasa isang nasasabik na estado) at, sa pagbalik sa normal na estado, naglalabas ng labis na enerhiya sa anyo ng electromagnetic radiation na may napakaikling wavelength - . Ang enerhiya na inilabas sa panahon ng mga reaksyong nuklear ay praktikal na ginagamit sa iba't ibang mga industriya.

Ang isang atom (Greek atomos - hindi mahahati) ay ang pinakamaliit na particle ng isang kemikal na elemento na may mga katangiang kemikal nito. Ang bawat elemento ay binubuo ng isang tiyak na uri ng atom. Ang atom ay binubuo ng isang nucleus, na nagdadala ng isang positibong singil ng kuryente, at mga negatibong sisingilin na mga electron (tingnan), na bumubuo sa mga shell ng elektron nito. Ang magnitude ng electric charge ng nucleus ay katumbas ng Z-e, kung saan ang e ay ang elementary electric charge na katumbas ng magnitude sa charge ng electron (4.8·10 -10 electric units), at Z ang atomic number ng elementong ito sa ang periodic table ng mga elemento ng kemikal (tingnan ang .). Dahil ang isang non-ionized atom ay neutral, ang bilang ng mga electron na kasama dito ay katumbas din ng Z. Ang komposisyon ng nucleus (tingnan ang Atomic nucleus) ay kinabibilangan ng mga nucleon, elementarya na mga particle na may mass na humigit-kumulang 1840 beses na mas malaki kaysa sa mass ng electron (katumbas ng 9.1 10 - 28 g), protons (tingnan), positively charged, at neutrons na walang charge (tingnan). Ang bilang ng mga nucleon sa nucleus ay tinatawag na mass number at itinalaga ng titik A. Ang bilang ng mga proton sa nucleus, katumbas ng Z, ay tumutukoy sa bilang ng mga electron na pumapasok sa atom, ang istraktura ng mga shell ng elektron at ang kemikal. mga katangian ng atom. Ang bilang ng mga neutron sa nucleus ay A-Z. Ang mga isotopes ay mga uri ng parehong elemento, ang mga atomo na kung saan ay naiiba sa bawat isa sa mass number A, ngunit may parehong Z. Kaya, sa nuclei ng mga atomo ng iba't ibang isotopes ng parehong elemento mayroong iba't ibang bilang ng mga neutron na may parehong bilang ng mga proton. Kapag tinutukoy ang isotopes, ang mass number A ay nakasulat sa itaas ng simbolo ng elemento, at ang atomic number sa ibaba; halimbawa, ang mga isotopes ng oxygen ay itinalaga:

Ang mga sukat ng isang atom ay tinutukoy ng mga sukat ng mga shell ng elektron at para sa lahat ng Z ay isang halaga ng pagkakasunud-sunod na 10 -8 cm. Dahil ang masa ng lahat ng mga electron ng isang atom ay ilang libong beses na mas mababa kaysa sa masa ng nucleus , ang masa ng atom ay proporsyonal sa mass number. Ang kamag-anak na masa ng isang atom ng isang ibinigay na isotope ay tinutukoy na may kaugnayan sa masa ng isang atom ng carbon isotope C12, kinuha bilang 12 mga yunit, at tinatawag na isotope mass. Ito ay lumalabas na malapit sa mass number ng kaukulang isotope. Ang relatibong bigat ng isang atom ng isang elemento ng kemikal ay ang average (isinasaalang-alang ang relatibong kasaganaan ng isotopes ng isang partikular na elemento) na halaga ng isotopic weight at tinatawag na atomic weight (mass).

Ang isang atom ay sistemang mikroskopiko, at ang istruktura at katangian nito ay maipapaliwanag lamang gamit ang quantum theory, na nilikha pangunahin noong 20s ng ika-20 siglo at nilayon upang ilarawan ang mga phenomena sa atomic scale. Ipinakita ng mga eksperimento na ang mga microparticle - mga electron, proton, atoms, atbp. - bilang karagdagan sa mga corpuscular, ay may katangian ng alon, ipinapakita sa diffraction at interference. Sa quantum theory, upang ilarawan ang estado ng micro-objects, isang tiyak na wave field ang ginagamit, na nailalarawan sa pamamagitan ng wave function (Ψ-function). Tinutukoy ng function na ito ang mga probabilidad ng mga posibleng estado ng isang microobject, ibig sabihin, nailalarawan ang mga potensyal na posibilidad para sa pagpapakita ng ilang mga katangian nito. Ang batas ng pagkakaiba-iba ng function na Ψ sa espasyo at oras (Schrodinger's equation), na nagpapahintulot sa isa na mahanap ang function na ito, ay gumaganap ng parehong papel sa quantum theory gaya ng Newton's laws of motion sa classical mechanics. Ang paglutas ng Schrödinger equation sa maraming kaso ay humahantong sa discrete posibleng estado mga sistema. Kaya, halimbawa, sa kaso ng isang atom, isang serye ng mga function ng wave para sa mga electron na naaayon sa iba't ibang (quantized) na mga halaga ng enerhiya ay nakuha. Ang sistema ng mga antas ng atomic na enerhiya, na kinakalkula ng mga pamamaraan ng quantum theory, ay nakatanggap ng napakatalino na kumpirmasyon sa spectroscopy. Transition ng isang atom mula sa ground state na tumutugma sa pinakamababa antas ng enerhiya E 0, sa alinman sa mga nasasabik na estado E i ay nangyayari sa pagsipsip ng isang tiyak na bahagi ng enerhiya E i - E 0. Ang isang nasasabik na atom ay napupunta sa isang hindi gaanong nasasabik o ground state, kadalasan sa pamamagitan ng paglabas ng isang photon. Sa kasong ito, ang photon energy hv ay katumbas ng pagkakaiba sa mga energies ng atom sa dalawang estado: hv = E i - E k kung saan ang h ay ang pare-pareho ng Planck (6.62·10 -27 erg·sec), v ay ang frequency ng liwanag.

Bilang karagdagan sa atomic spectra, ginawang posible ng quantum theory na ipaliwanag ang iba pang mga katangian ng mga atomo. Sa partikular, valence, ang kalikasan kemikal na dumidikit at ang istraktura ng mga molekula, ang teorya ng periodic system ng mga elemento ay nilikha.

Ang bawat atom ay binubuo ng mga butil At atomic shell, na kinabibilangan ng iba't ibang elementong particle - mga nucleon At mga electron(Larawan 5.1). Ang nucleus ay ang gitnang bahagi ng isang atom, na naglalaman ng halos buong masa ng atom at may positibong singil. Ang core ay binubuo ng mga proton At mga neutron, na may dobleng sisingilin na mga estado ng isang elementarya na butil - ang nucleon. Proton charge +1; neutron 0.

Core charge pantay ang atom Z . ē , Saan Z– serial number ng mga elemento (atomic number) sa periodic table ng Mendeleev, katumbas ng bilang ng mga proton sa nucleus; ē - singil ng elektron.

Ang bilang ng mga nucleon sa isang nucleus ay tinatawag mass number ng elemento(A):

A = Z + N,

saan Z- bilang ng mga proton; N– ang bilang ng mga neutron sa atomic nucleus.

Para sa mga proton at neutron ang mass number ay kinuha na katumbas ng 1, para sa mga electron na katumbas ng 0.

kanin. 5.1. Estraktura ng mga atom

Ang mga sumusunod na pagtatalaga para sa anumang elemento ng kemikal ay karaniwang tinatanggap: X: , Dito A- Pangkalahatang numero, Z– atomic number ng elemento.

Ang atomic nuclei ng parehong elemento ay maaaring maglaman ng iba't ibang bilang ng mga neutron N. Ang mga uri ng atomic nuclei ay tinatawag isotopes ng elementong ito. Kaya, ang mga isotopes ay may: parehong atomic number, ngunit magkaibang mga mass number A. Karamihan sa mga elemento ng kemikal ay pinaghalong iba't ibang isotopes, halimbawa ang isotopes ng uranium:

.

Ang atomic nuclei ng iba't ibang elemento ng kemikal ay maaaring magkaroon ng parehong mass number A(Kasama ang magkaibang numero mga proton Z). Ang mga uri ng atomic nuclei ay tinatawag mga isobar. Halimbawa:

– – – ; –

Mass ng atom

Upang makilala ang masa ng mga atomo at molekula, ginamit ang konsepto atomic mass M- Ito relatibong halaga, na tinutukoy na may kinalaman sa
sa masa ng carbon atom at kinuha katumbas ng m a = 12,000,000. Para sa
ganap na kahulugan ang atomic mass ay ipinakilala yunit ng atom
masa(a.m.u.), na tinukoy kaugnay ng masa ng isang carbon atom sa sumusunod na anyo:

.

Pagkatapos ang atomic mass ng elemento ay maaaring matukoy bilang:

saan M– atomic mass ng isotopes ng elementong pinag-uusapan. Ang expression na ito ay ginagawang mas madali upang matukoy ang masa ng nuclei ng mga elemento, elementarya na mga particle, mga particle - mga produkto ng radioactive transformations, atbp.

Nuclear mass defect at nuclear binding energy

Enerhiya na nagbubuklod ng Nucleon – pisikal na bilang, na katumbas ng numero sa gawaing dapat gawin upang alisin ang isang nucleon mula sa nucleus nang hindi nagbibigay ng kinetic energy dito.

Ang mga nucleon ay nakagapos sa nucleus dahil sa mga puwersang nuklear, na higit na lumampas sa mga puwersa ng electrostatic repulsion na kumikilos sa pagitan ng mga proton. Upang hatiin ang isang nucleus, kinakailangan upang mapagtagumpayan ang mga puwersang ito, ibig sabihin, upang gumastos ng enerhiya. Ang kumbinasyon ng mga nucleon upang bumuo ng isang nucleus, sa kabaligtaran, ay sinamahan ng paglabas ng enerhiya, na tinatawag na nuclear binding energyΔ W St:

,

nasaan ang tinatawag na core mass defect; Sa ≈ 3 . 10 8 m/s – bilis ng liwanag sa vacuum.

Nuclear binding energy– isang pisikal na dami na katumbas ng gawaing dapat gawin upang hatiin ang isang nucleus sa mga indibidwal na nucleon nang hindi nagbibigay ng kinetic energy sa kanila.

Kapag nabuo ang isang nucleus, bumababa ang masa nito, ibig sabihin, ang mass ng nucleus ay mas mababa kaysa sa kabuuan ng mga masa ng mga constituent nucleon nito, ang pagkakaiba na ito ay tinatawag masa depektoΔ m:

saan m p- masa ng proton; m n- masa ng neutron; m nucleus – masa ng nucleus.

Kapag gumagalaw mula sa core mass m nucleus sa atomic na masa ng elemento m Well, ang expression na ito ay maaaring isulat sa sumusunod na anyo:

saan m H - masa ng hydrogen; m n-neutron mass at m a ay ang atomic mass ng elemento, na tinutukoy sa pamamagitan ng yunit ng atomic mass(a.e.m.).

Ang pamantayan para sa katatagan ng isang nucleus ay ang mahigpit na pagsusulatan ng bilang ng mga proton at neutron sa loob nito. Para sa katatagan ng nuclei, ang sumusunod na kaugnayan ay wasto:

,

saan Z- bilang ng mga proton; A– mass number ng elemento.

Sa humigit-kumulang 1,700 uri ng nuclei na kilala hanggang ngayon, halos 270 lamang ang matatag. Bukod dito, ang even-even nuclei (i.e., na may pantay na bilang ng mga proton at neutron), na partikular na matatag, ay nangingibabaw sa kalikasan.

Radioactivity

Radioactivity– pagbabago ng hindi matatag na isotopes ng isang elemento ng kemikal sa mga isotopes ng isa pang elemento ng kemikal na may paglabas ng ilang mga elementarya na particle. Mayroong: natural at artipisyal na radyaktibidad.

Ang mga pangunahing uri ay kinabibilangan ng:

– α-radiation (pagkabulok);

– β-radiation (pagkabulok);

– kusang fission ng nucleus.

Ang nucleus ng isang nabubulok na elemento ay tinatawag maternal, at ang nucleus ng nagresultang elemento ay mga subsidiary. Ang kusang pagkabulok ng atomic nuclei ay sumusunod sa sumusunod na batas ng radioactive decay:

saan N 0 – bilang ng mga core sa elemento ng kemikal sa unang sandali ng oras; N– bilang ng mga core sa isang pagkakataon t; – ang tinatawag na “decay constant”, na siyang bahagi ng nuclei na nabubulok sa bawat yunit ng oras.

Ang reciprocal ng decay constant ay nagpapakilala sa average na habang-buhay ng isotope. Ang isang katangian ng katatagan ng nuclei na may kaugnayan sa pagkabulok ay kalahating buhay, ibig sabihin, ang oras kung kailan ang unang bilang ng mga core ay hinahati:

Relasyon sa pagitan ng at:

Sa panahon ng radioactive decay ito ay nangyayari batas ng konserbasyon ng bayad:

,

nasaan ang singil ng mga nabulok o nagresulta (nabuo) na "mga fragment"; At panuntunan ng konserbasyon ng mass number:

kung saan ang mass number ng nabuo (disintegrated) "mga fragment".

5.4.1. pagkabulok ng α at β

α pagkabulok kumakatawan sa radiation mula sa helium nuclei. Katangian ng "mabigat" na nuclei na may malalaking numero ng masa A> 200 at singilin ang z > 82.

Ang displacement rule para sa α-decay ay ang mga sumusunod (isang bagong elemento ang nabuo):

.

; .

Tandaan na ang α-decay (radiation) ay may pinakamalaking kakayahan sa pag-ionize, ngunit ang pinakamababang permeability.

Ang mga sumusunod na uri ay nakikilala: β-pagkabulok:

– electronic β-decay (β – -decay);

– positron β-decay (β + -decay);

– electronic capture (k-capture).

β–pagkabulok nangyayari kapag mayroong labis na mga neutron na may paglabas ng mga electron at antineutrino:

.

β+-pagkabulok nangyayari kapag mayroong labis na mga proton na may paglabas ng mga positron at neutrino:

Para sa electronic capture ( k-kuhanan) Ang sumusunod na pagbabago ay tipikal:

.

Ang displacement rule para sa β-decay ay ang mga sumusunod (isang bagong elemento ang nabuo):

Para sa β – -pagkabulok: ;

Para sa β + -pagkabulok: .

Ang β-decay (radiation) ay may pinakamababang kakayahan sa pag-ionize, ngunit ang pinakamataas na permeability.

α at β radiation ay sinamahan γ-radiation, na siyang radiation ng mga photon at hindi isang independiyenteng uri ng radioactive radiation.

Ang mga γ-photon ay pinakawalan kapag ang enerhiya ng mga excited na atom ay bumababa at hindi nagiging sanhi ng pagbabago sa mass number A at pagbabago ng singil Z. Ang γ-radiation ay may pinakamalaking lakas ng pagtagos.

Aktibidad ng radionuclide

Aktibidad ng radionuclide– isang sukatan ng radyaktibidad na nagpapakilala sa bilang ng mga nuclear decay sa bawat yunit ng oras. Para sa isang tiyak na dami ng radionuclides sa isang tiyak na estado ng enerhiya sa isang partikular na punto ng oras, ang aktibidad A ay ibinigay sa anyo:

kung saan ang inaasahang bilang ng mga kusang pagbabagong nuklear (bilang ng mga pagkabulok ng nuklear) na nagaganap sa isang pinagmumulan ng ionizing radiation sa isang agwat ng oras .

Spontaneous nuclear transformation ang tawag radioactive decay.

Ang yunit ng pagsukat para sa aktibidad ng radionuclide ay ang reciprocal second (), na may espesyal na pangalan becquerel (Bq).

Ang Becquerel ay katumbas ng aktibidad ng isang radionuclide sa isang pinagmulan kung saan, sa isang oras na 1 segundo. isang kusang nuclear transformation ang nagaganap.

Non-system unit ng aktibidad - curie (Ku).

Ang Curie ay ang aktibidad ng isang radionuclide sa isang pinagmulan kung saan sa loob ng 1 seg. nangyayari 3.7 . 10 10 kusang pagbabagong nuklear, ibig sabihin, 1 Ku = 3.7 . 10 10 Bq.

Halimbawa, humigit-kumulang 1 g ng purong radium ang nagbibigay ng aktibidad na 3.7 . 10 10 nuclear decay bawat segundo.

Hindi lahat ng radionuclide nuclei ay nabubulok nang sabay-sabay. Sa bawat yunit ng oras, ang kusang pagbabagong nuklear ay nangyayari sa isang tiyak na proporsyon ng nuclei. Ang proporsyon ng mga pagbabagong nuklear ay iba para sa iba't ibang radionuclides. Halimbawa, mula sa kabuuang bilang 1.38 radium nuclei ang nabubulok bawat segundo . bahagi, at mula sa kabuuang bilang radon nuclei - 2.1 . Bahagi. Ang fraction ng nuclei decaying sa bawat unit time ay tinatawag na decay constant λ .

Mula sa mga kahulugan sa itaas ay sinusundan nito ang aktibidad na iyon A nauugnay sa bilang ng mga radioactive atoms N sa pinagmulan sa isang naibigay na oras sa pamamagitan ng kaugnayan:

Sa paglipas ng panahon, ang bilang ng mga radioactive atom ay bumababa ayon sa batas:

, (3) – 30 taon, surface radon o linear aktibidad.

Ang pagpili ng mga partikular na yunit ng aktibidad ay tinutukoy ng tiyak na gawain. Halimbawa, ang aktibidad sa hangin ay ipinahayag sa becquerels bawat metro kubiko (Bq/m 3) - volumetric na aktibidad. Ang aktibidad sa tubig, gatas at iba pang likido ay ipinahayag din bilang volumetric na aktibidad, dahil ang dami ng tubig at gatas ay sinusukat sa litro (Bq/L). Ang aktibidad sa tinapay, patatas, karne at iba pang produkto ay ipinahayag bilang partikular na aktibidad (Bq/kg).

Malinaw na ang biological na epekto ng radionuclides sa katawan ng tao ay depende sa kanilang aktibidad, ibig sabihin, sa dami ng radionuclide. Samakatuwid, ang volumetric at tiyak na aktibidad ng radionuclides sa hangin, tubig, pagkain, konstruksiyon at iba pang mga materyales ay na-standardize.

Dahil ang isang tao ay maaaring malantad sa radiation sa isang tiyak na tagal ng panahon sa iba't ibang paraan(mula sa pagpasok ng radionuclides sa katawan hanggang sa panlabas na pagkakalantad), kung gayon ang lahat ng mga kadahilanan ng radiation ay nauugnay sa isang tiyak na halaga, na tinatawag na dosis ng radiation.

Salamat sa mga bagong pamamaraan para sa pag-record ng radyaktibidad, naging posible na pag-aralan ang mga bagong phenomena na dating lumalaban sa pananaliksik, at, lalo na, upang subukang sagutin ang tanong kung paano nakaayos ang atomic nucleus. Upang masagot ang tanong na ito, nagpasya si Rutherford na gamitin ang banggaan ng mga particle ng α sa nuclei ng mga light chemical elements.
Sa pamamagitan ng pagpapaputok ng mga alpha particle sa hydrogen atoms, natuklasan ni Rutherford na ang neutral hydrogen atoms ay naging positively charged particles. Alam ni Rutherford na ang pinakamagaan na atom Periodic table Ang hydrogen ay binubuo ng isang nucleus na may isang yunit na positibong singil at isang elektron. Dahil dito, kapag bumangga sa isang hydrogen atom, ang alpha particle ay lumapit nang sapat sa hydrogen nucleus at inilipat ang bahagi ng enerhiya at momentum dito. Tinawag ni Rutherford ang mga positively charged na particle na H atoms. Nang maglaon ay binigyan sila ng pangalang "protons". Kasabay nito, itinatag ni Rutherford na ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang α particle at isang hydrogen nucleus ay hindi sumusunod sa batas ng pagkalat ng mga α particle sa gintong nuclei na dati niyang natuklasan. Habang papalapit ang α particle sa hydrogen nucleus, ang mga puwersa ng interaksyon sa pagitan ng α particle at ng hydrogen nucleus ay tumaas nang husto.

E. Rutherford, 1920:"Sa kaso ng mga atom na may malaking nuclear charge, kahit na ang pinakamabilis na α particle ay hindi maaaring tumagos sa mismong istraktura ng nucleus, kaya maaari lamang nating tantiyahin ang pinakamataas na sukat nito. Gayunpaman, sa kaso ng mga light atoms, kapag ang nuclear charge ay maliit, sa isang direktang banggaan ang α particle ay napakalapit sa nucleus na maaari nating tantiyahin ang laki nito at makakuha ng ilang ideya ng kasalukuyang pwersa. Ito ay pinakamahusay na nakikita sa kaso ng isang direktang banggaan ng isang α particle na may isang hydrogen atom. Sa kasong ito, ang H-atom ay nakatakda sa napakabilis na paggalaw na ito ay naglalakbay ng apat na beses ang layo ng a-particle na bumabangga dito, at maaaring makita ng kinang na dulot nito sa isang screen ng zinc sulphide... Mayroon akong ipinakita na ang mga scintillation na ito ay dahil sa mga atomo ng hydrogen na nagdadala ng isang positibong singil... Ang ugnayan sa pagitan ng bilang at bilis ng mga H atom na ito ay ganap na naiiba sa kung ano ang inaasahan kung isasaalang-alang natin ang α particle at ang H atom bilang mga singil sa punto. Bilang resulta ng mga banggaan sa mabilis na α-particle, ang mga H-atom ay nakuha, na lumilipad sa halos parehong bilis sa direksyon ng insidente na α-particle. Mula dito ay napagpasyahan na ang batas ng inverse proportionality sa parisukat ng distansya ay nagiging hindi patas kapag ang nuclei ay lumalapit sa isa't isa sa layo na mas mababa sa 3· 10 -13 cm.Ito ay nagpapahiwatig na ang nuclei ay may mga sukat ng ganitong pagkakasunud-sunod ng magnitude at ang mga puwersa sa pagitan ng nuclei ay mabilis na nagbabago sa magnitude at direksyon sa mga distansyang maihahambing sa karaniwang tinatanggap na mga sukat ng diameter ng elektron. Itinuro na sa panahon ng gayong malapit na banggaan sa pagitan ng nuclei, nagkakaroon ng napakalaking pwersa at ang istraktura ng nuclei ay malamang na sumasailalim sa makabuluhang pagpapapangit sa panahon ng banggaan. Ang katotohanan na ang helium nucleus, na maaaring ipagpalagay na binubuo ng apat na H atomo at dalawang electron, ay nakaligtas sa banggaan na ito ay nagpapahiwatig ng matinding katatagan ng istraktura nito."

Bilang resulta ng pag-aaral ng pakikipag-ugnayan ng mga α-particle sa mga atomo ng hydrogen, natuklasan ang isang proton - ang nucleus ng atom ng hydrogen. Ipinagpatuloy ni Rutherford ang mga eksperimento upang pag-aralan ang interaksyon ng mga α-particle na may mga magaan na atomo at noong 1919 ay natuklasan na kapag ang mga atomo ng nitrogen ay na-irradiated ng mga α-particle, ang mga proton ay ibinubuga mula sa atom. Dahil dito, ang mga proton ay bahagi ng atomic nuclei. Ngunit sa parehong oras, sa ilalim ng impluwensya ng α-particle, isang pagbabago sa nucleus ng nitrogen atom ay dapat na nangyari. Ang singil nito ay dapat bumaba ng isa - ang nitrogen nucleus ay dapat na maging isang oxygen nucleus.
Sa unang pagkakataon, ginawa ni Rutherford ang hindi nagawa ng mga alchemist sa loob ng maraming siglo - artipisyal niyang binago ang isang elemento ng kemikal sa isa pa.
Sa susunod na ilang taon, si Rutherford at ang kanyang mga mag-aaral ay nagsagawa ng artipisyal na pagbabagong-anyo ng halos sampung magaan na elemento ng kemikal - boron, fluorine, lithium, sodium, phosphorus at iba pa.

E. Rutherford: "Ang mga atomo ng ilang mga light elements ay napapailalim sa pambobomba malaking halagaα particle. Nang maisagawa ang mga eksperimentong ito, nakakuha ako ng eksperimentong ebidensya noong 1919 na ang isang maliit na bilang ng mga atomo ng nitrogen sa panahon ng pambobomba ay nawasak, na naglalabas ng mabilis na hydrogen nuclei, na kilala ngayon bilang mga proton ...

Isang alpha particle lamang sa 50,000 ang lumalapit sa nucleus na sapat na malapit upang makuha nito...
Sa mga naunang artikulo, loc. cit., Inilarawan ko ang mga phenomena na nagaganap sa panahon ng malapit na banggaan ng mabilis na α-particle na may magaan na mga atomo ng bagay, upang matukoy kung ang nuclei ng ilang mga light atom ay maaaring sumailalim sa agnas sa ilalim ng impluwensya ng napakalaking pwersa na umuunlad sa panahon ng malapit na banggaan. Ang mga papel na ito ay nagbigay ng katibayan na kapag ang mga particle ng alpha ay dumaan sa tuyong nitrogen, ang mga mabibilis na particle ay nagagawa na halos kapareho sa ningning ng scintillation at saklaw ng pagtagos sa mga atomo ng hydrogen na kumikilos sa ilalim ng impluwensya ng mga banggaan sa mga particle ng alpha. Ipinakita pa na ang mga mabilis na atom na ito, na lumilitaw lamang sa tuyong nitrogen, ngunit hindi sa oxygen o sa carbonic acid, ay hindi maaaring maiugnay sa pagkakaroon ng singaw ng tubig o iba pang sangkap na naglalaman ng hydrogen, ngunit dapat itong lumabas mula sa banggaan ng mga particle ng α na may mga atomo ng nitrogen...
SA dating trabaho Ipinakita ko na ang mga long-range na particle na naobserbahan sa tuyong hangin at sa purong nitrogen ay dapat magmula sa mga atomo ng nitrogen mismo. Kaya, ito ay malinaw na ang ilang mga nitrogen atoms ay nawasak sa banggaan sa mga mabilis na α particle at na sa kasong ito mabilis na atoms ng positibong sisingilin hydrogen ay nilikha. Mula dito dapat nating tapusin na ang sisingilin na hydrogen atom ay isa sa mga bahagi ng nitrogen nucleus.

14 N(α,p) 17 O

H-ray. Sa mga corpuscular ray na lumilitaw kapag ang mga α-ray ay bumangga sa mga magaan na atomo, ang mga sinag ng hydrogen ay ang pinaka-pinag-aralan, dahil sila ang may pinakamalaking lakas na tumagos. Ang mga sinag na ito ay nabuo ng mga atomo ng hydrogen na nawalan ng kanilang elektron, i.e. mga proton. Ang mga ito ay itinalaga ng simbolong H... Upang obserbahan ang mga H-ray, ginamit muna nila ang kanilang karaniwang pag-aari na may mga α-ray upang magdulot ng pagkislap sa isang screen na may zinc sulfide... Bilang pinagmumulan ng mga H-ray, sa halip na hydrogen, maaari kang gumamit ng isang sangkap na mayaman sa hydrogen, halimbawa, paraffin, sa anyo ng isang napakanipis na pelikula, kadalasang direktang inilapat sa pinagmulan.

M.Curie. "Radyoaktibo. Mga sinag ng hydrogen at iba pang mga light atom."

Sa pamamagitan ng pagpuno sa silid ng nitrogen, napansin ni Rutherford na sa isang tiyak na presyon ay nawala ang karamihan sa kinang. Nangyayari ito kapag ang mga α-ray na ibinubuga ng isang radioactive source ay gumastos ng lahat ng kanilang enerhiya sa pag-ionize sa hangin at hindi umabot sa screen. Ngunit ang natitirang mga scintillation ay nagpahiwatig ng pagkakaroon ng napakaliit na halaga ng H-ray na may saklaw na ilang beses na mas malaki kaysa sa ibinubuga ng pinagmulan. Kung sa halip na nitrogen ay kumuha kami ng isa pang gas, halimbawa carbon dioxide o oxygen, kung gayon ang mga natitirang scintillation ay hindi lilitaw. Ang tanging paliwanag ay nagmula sila sa nitrogen. Dahil ang enerhiya ng mga natitirang H-ray ay mas malaki kaysa sa mga pangunahing, maaari lamang silang lumitaw dahil sa agnas ng nucleus ng nitrogen atom. Kaya, ang agnas ng nitrogen ay napatunayan at ang problema ng alchemy ay panimula na nalutas.

P.L. Kapitsa. "Mga alaala ni Propesor E. Rutherford"

1919 E. Rutherford. Reaksyon ng nuklear. 14 N(α,p) 17 O

Larawan ng cloud chamber ng mga bakas ng alpha particle sa nitrogen.

Ang pagkatuklas ng radioactive decay ng mga atom ay muling binuhay ang ideyang alchemical ng pagbabago ng isang elemento sa isa pa. Hanggang 1930, maraming mga eksperimento ng ganitong uri ang isinagawa sa loob ng mga dekada, lalo na gamit ang voltaic arc. Ngunit ang mga haka-haka na pagbabagong ito ay hindi nakatiis sa pagpuna. Ang pagbabagong-anyo ay nakakamit, tulad ng alam natin ngayon, sa pamamagitan lamang ng paraan ng pag-concentrate ng kinakailangang dami ng enerhiya sa isang atom kapag binomba ito ng iba pang mga atomo o γ-quanta. Ngunit kahit na sa mga eksperimentong ito, sa simula (1907) ay may mga maling resulta. Ang unang tunay na artipisyal na pagbabagong-anyo ng mga atomo ay nakamit noong 1919 ni Rutherford. Nag-irradiated siya ng nitrogen na may mga alpha particle at nakakuha ng mga proton na may mahabang haba ng landas. Ang mga larawan ng cloud chamber ng hindi pangkaraniwang bagay na ito na kinunan ni P. Blackett ay malinaw na nagpakita, kasama ang mahabang trail ng proton, isang maikling trail ng nagresultang isotope ng oxygen na may atomic na timbang na 17. Sa pagitan ng 1921 at 1924, si Rutherford at Chadwick ay nagawang patunayan ang pagkakaroon ng mga reaksyong ito - pagsipsip ng isang alpha particle at paglabas ng isang proton - para din sa lahat ng elemento mula boron (atomic number 5) hanggang potassium (atomic number 19), maliban sa carbon at oxygen. Bilang karagdagan sa proton, ang mga reaksyong ito ay patuloy na gumagawa ng isang elemento na susunod sa pagkakasunud-sunod sa periodic table.

M. Laue "Kasaysayan ng Physics"

Nang matuklasan ang mga proton sa atomic nucleus, iminungkahi ni Rutherford ang isang proton-electron na modelo ng nucleus. Tinukoy ng mga proton ang masa ng atomic nucleus, at bahagyang binayaran ng mga electron ang electric charge ng mga proton, na humantong sa nais na halaga ng nuclear charge. Halimbawa, pinaniniwalaan na ang isang nucleus na may singil na +2e ay binubuo ng 4 na proton at 2 electron. Ang isang mahalagang argumento na pabor sa modelo ng proton-electron ay ang β - pagkabulok ng atomic nuclei. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay madaling maipaliwanag kung isasaalang-alang natin na ang mga electron ay bahagi ng atomic nucleus. Ang modelo ng proton-electron ng nucleus ay nakatagpo ng ilang mga pagtutol, ang pangunahing isa ay hindi nito maipaliwanag ang kahulugan ng mga pag-ikot ng atomic nuclei. Gayunpaman, umiral ito hanggang sa natuklasan ang neutron noong 1932.

E. Rutherford, 1920:"Mula sa pag-aaral ng radyaktibidad ay nalalaman na ang nuclei ng radioactive elements ay bahagyang binubuo ng helium nuclei na may singil na 2e. Bilang karagdagan, mayroon kaming mga seryosong dahilan upang maniwala na ang nuclei ng mga atomo, kasama ang mga particle na may positibong sisingilin, ay naglalaman din ng mga electron at na ang positibong singil ng nucleus ay tumutugma sa labis na kabuuang positibong singil higit sa negatibo. Ito ay kagiliw-giliw na tandaan ang ganap na magkakaibang mga tungkulin na ginagampanan ng mga electron sa labas ng atom at sa loob nito. Sa unang kaso, ang mga ito ay matatagpuan sa isang distansya mula sa nucleus, na walang alinlangan na pangunahing tinutukoy ng singil ng nucleus at ang pakikipag-ugnayan ng kanilang sariling mga patlang. Sa loob ng nucleus, ang mga electron ay bumubuo ng isang napakalapit at malakas na kaugnayan sa mga positibong sisingilin na mga yunit at, sa pagkakaalam natin, nasa labas ng nucleus na sila ay nasa isang hindi matatag na estado. Ang bawat panlabas na elektron ay walang alinlangan na nakikipag-ugnayan sa nucleus bilang isang point charge, habang ang parehong ay hindi masasabi tungkol sa panloob na elektron. Tila, ang mga panloob na electron ay lubos na nababago sa ilalim ng impluwensya ng napakalaking pwersa, at ang mga puwersa sa kasong ito ay maaaring ganap na naiiba mula sa mga puwersa na maaaring asahan mula sa isang hindi nabagong elektron, tulad ng, halimbawa, sa labas ng nucleus. Marahil ito ang dahilan kung bakit ang elektron ay maaaring gumanap ng ibang papel sa dalawang kaso na ito at kahit na bumuo ng mga matatag na sistema."

Pagtalakay tungkol sa istruktura ng atomic nucleus. Noong Pebrero 1929, isang talakayan ang ginanap sa Royal Society of London tungkol sa istruktura ng atomic nucleus. Ang mga sumusunod ay mga pinaikling talumpati nina E. Rutherford, J. Chadwick at R. Fowler.

E. Rutherford: "Ngayon ay maaari na tayong bumuo ng isang larawan ng unti-unting pagbuo ng atomic nuclei. Malamang na sa mga magaan na elemento ang nucleus ay binubuo ng isang kumbinasyon ng mga a-particle, proton at electron, ang mga hiwalay na bahagi ng nucleus ay malakas na naaakit sa isa't isa, bahagyang sa pamamagitan ng nakakagambala, bahagyang sa pamamagitan ng magnetic forces. Sa ngayon, maaari lamang tayong gumawa ng isa o isa pang pagpapalagay tungkol sa likas na katangian ng mga puwersang ito. Una sa lahat, ang isang mataas na puro at mahigpit na nakagapos na nucleus ay nabuo, at ang prosesong ito ay sinamahan ng paglabas ng enerhiya. Para sa isang atomic na timbang na humigit-kumulang 120, mayroon kaming pinakamaliit na masa, ibig sabihin ang pinakamalapit na bono. Sa karagdagang pagtaas ng mga atomic na numero, ang mga idinagdag na particle ay nagiging unti-unting nakagapos.
Kaya, maaari itong ipalagay na ang core ay may isang napaka-siksik na istraktura malapit sa gitna, at ang density ay unti-unting bumababa sa distansya mula sa gitna. Ang buong sistemang ito ay napapalibutan ng force barrier, na kadalasang pumipigil sa pagtakas ng mga alpha particle. Marahil ang static na pananaw na ito ay hindi nagustuhan ng aking mga kaibigang teorista, na gustong isipin na ang α-particle ay may kumpletong kalayaan sa paggalaw sa loob ng nucleus. Gayunpaman, ang pananaw na ito ay ganap na lehitimo at ganap na sumasang-ayon sa mga ideyang aking ipinakita. Sa madaling salita, kung maaari tayong kumuha ng snapshot mula sa core - na may shutter speed na humigit-kumulang 10 -28 segundo - makikita natin sa gitna na parang siksikan, mahigpit na nakagapos na α-particle, at bababa ang density sa pagtaas ng distansya mula sa gitna. Walang alinlangan, ang lahat ng mga particle ng α ay gumagalaw, at ang kanilang mga alon ay makikita mula sa mga hadlang ng puwersa, at kung minsan ay tumagos sa kabila ng sistema. Para sa akin, ang punto ng pananaw na aking binuo ay lubos na makatwiran, at umaasa ako na ang aming mga kaibigan sa teorya ay magagawang ilarawan ang buong larawan nang mas detalyado. Hindi lamang natin dapat ipaliwanag ang pagbuo ng isang nucleus mula sa mga particle ng α, kailangan din nating maghanap ng lugar para sa mga electron, at ang pag-lock ng mga electron sa parehong hawla na may isang particle ng α ay hindi napakadali. Gayunpaman, may tiwala ako sa katalinuhan ng aming mga teoretikal na kaibigan na lubos akong naniniwala na kahit papaano ay malalampasan nila ang paghihirap na ito.
Ang punto ng pananaw na ipinakita ko ay nagpapaliwanag, tila sa akin, kung bakit hindi maaaring umiral ang mga atomo ng mabigat na uranium. Habang tumataas ang masa, ang nucleus ay makakakuha ng higit at higit na enerhiya at magiging napaka radioactive na ito ay mawawala. Tila, kung mas maraming reserbang enerhiya ang mayroon ang nuclei, mas maaga silang mawawala, at malamang na hindi nagkataon na ang uranium at thorium ang tanging nabubuhay na mga kinatawan ng mabibigat na nuclei. Hindi ito ang lugar para pumasok sa mataas na speculative na tanong kung paano nabuo ang nuclei ng mga elemento. Bago natin harapin ang tanong na ito, kailangan nating malaman ang higit pa tungkol sa mga detalye ng istraktura ng nucleus mismo."

J. Chadwick: "Kapag ang ilang mga elemento ay binomba ng mga particle ng alpha, hydrogen nuclei, o mga proton, ay na-knock out sa kanila, na maaaring makita sa pamamagitan ng kislap na dulot nito sa isang zinc sulfide screen. Lumilitaw ang mga proton na ito bilang resulta ng artipisyal na pagkabulok ng nuclei ng mga elementong ito. Naniniwala kami na ang nuclear disintegration ay nangyayari kapag ang isang alpha particle ay tumagos sa nucleus at nananatili doon, na nagreresulta sa paglabas ng isang proton. Ang posibilidad ng agnas ay mababa; kaya, halimbawa, sa isang paborableng kaso, kapag ang nitrogen ay binomba, 20 nuclei ang nabubulok sa bawat 10 6 α particle. Dahil sa pambihira ng epektong ito, gayundin dahil sa iba't ibang pagsubok na pagsubok, ang impormasyon na nakuha namin sa ngayon ay medyo mahirap pa rin. Maliban sa carbon at oxygen, ang lahat ng elemento mula boron hanggang potassium inclusive ay nabubulok kapag binomba ng mga alpha particle at naglalabas ng proton na may makabuluhang enerhiya. Nangangahulugan ito na ang nuclei ng lahat ng mga elementong ito ay naglalaman ng mga proton. Ang carbon at oxygen, kung nabubulok man ang mga ito, ay hindi naglalabas ng mga particle na may enerhiya na lumalampas sa enerhiya ng mga nakakalat na α particle. Posibleng mabulok sila sa helium nuclei, ngunit wala pang ebidensya para dito. Ang ilang mga proton na inilabas sa panahon ng artipisyal na agnas ay may napakataas na enerhiya, halimbawa, ang enerhiya ng mga proton na na-knock out sa aluminyo ng α-particle ng radium G ay 40% na mas mataas kaysa sa enerhiya ng mga nakakaapekto na α-particle. Kaya, sa ilang mga kaso, ang enerhiya ay inilabas sa panahon ng agnas. Mayroong isang matalim na pagkakaiba sa pag-uugali ng mga elemento na may pantay at kakaibang mga atomic na numero. Ang mga proton na ibinubuga mula sa odd-numbered na mga elemento ay may mas mataas na maximum na enerhiya kaysa sa mga proton mula sa even-numbered na mga elemento. Sa isang decomposition na binubuo lamang ng pagkuha ng isang α particle at ang paglabas ng isang proton, ang isang elemento na may kakaibang numero ay napupunta sa isang elemento na may even na numero, at vice versa. Sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa iba't ibang pag-uugali ng kahit na at kakaibang mga elemento, gayundin ang kanilang relatibong kasaganaan sa kalikasan at ang kanilang mga atomic na masa, mahihinuha na kahit na ang mga elemento ay mas matatag kaysa sa mga kakaiba."

R. Fowler: "Gusto kong ipaliwanag sa iyo kung paano makakatulong sa amin ang bagong quantum theory sa talakayan tungkol sa istruktura at katangian ng nucleus. Ang isyung ito ay binalangkas na ng Tagapangulo sa kanyang pambungad na pananalita. Gusto kong palawakin ito ng kaunti. Ang unang bagay na dapat tandaan ay ang bagong quantum mechanics ay nabuo nang lohikal, batay sa mga katangian ng mga electron sa mga atomo. Dapat nating ipagpalagay na ang mga particle ay may maraming mga katangian, likas sa mga alon. Kung tawagin natin silang mga particle o alon ay isang bagay ng panlasa. Ang pagpili ng pangalan ay malamang na depende sa bawat indibidwal na kaso sa kanilang estado. Dahil ang mga particle ay tulad ng mga alon, dapat nating asahan, halimbawa, na hindi sila palaging makikita mula sa mga hadlang ng isang tiyak na taas. Maaari silang dumaan sa hadlang, siyempre, sa ilang mga kaso lamang...
Ang katotohanan na ang mga particle ay maaaring dumaan sa ganitong uri ng hadlang ay napakahalaga para sa pagpapaliwanag ng kababalaghan ng paglabas ng mga particle ng α mula sa mabibigat na nuclei.
Kung iniisip natin ang nucleus gaya ng nasabi na natin dito ngayon, sa anyo ng ilang maliit na kahon na napapalibutan sa lahat ng panig (sa tatlong dimensyon) ng isang force barrier, kung gayon maaari nating ipagpalagay na sa loob nito ay mayroong isang α-particle, na dapat maisip sa anyo ng isang alon, ang enerhiya na kung saan ay mas mababa kaysa sa potensyal na enerhiya ng itaas na bahagi ng hadlang. Ayon sa klasikal na teorya, ang alpha particle ay mananatili magpakailanman sa loob ng hadlang. Ngunit ayon sa quantum theory, may hangganan ang posibilidad na ang isang alon ay dadaan sa manipis na pader at mapupunta sa infinity. Ang ideyang ito ay sumasailalim sa quantum theory ng α-particle emission. Ang ideyang ito ay independiyenteng ipinahayag sa isa't isa ni Gamow, sa isang banda, at nina Gurney at Condon, sa kabilang banda. Lahat sila, at lalo na si Gamow, ay binuo ito nang detalyado.
Kapag ang isang alpha particle ay dumaan sa isang hadlang, ito, siyempre, ay hindi na makikilala sa isang nakatayong alon. Tamang ilarawan ang isang alpha particle bilang isang damped oscillation. Magkakaroon tayo ng damped oscillation sa loob ng barrier, i.e. harmonic oscillation na may ordinaryong damping coefficient, at sa labas ng napakahinang alon na tumutugma sa paglabas ng α particle. Sa katunayan, ang problemang ito ay malulutas nang napakahusay, at ang koepisyent ng pamamasa ay nakuha sa anyo ng haka-haka na bahagi ng enerhiya. Ginawa ito nang may malaking tagumpay ni Gamow.
Nalaman niya na para sa mga kalkulasyong ito ay hindi mahalaga kung anong uri ng hugis ang ipapalagay mo sa loob ng hadlang. Ang pangunahing panlabas na bahagi nito ay kilala mula sa mga eksperimento sa pagkalat ng mga particle ng alpha.
Ang posibilidad para sa isang α-particle na tumagos sa isang hadlang ay lubos na nakasalalay sa enerhiya ng α-particle. Kung mas malaki ang kanyang enerhiya, mas manipis ang hadlang na kailangan niyang lampasan, at mas mababa ang taas nito. Samakatuwid, malinaw naman, mayroong isang napakalapit na koneksyon sa pagitan ng enerhiya ng isang α-particle, na hinuhusgahan natin mula sa enerhiya ng ibinubuga na α-particle, at sa pagitan ng posibilidad na lumabas ang α-particle na ito, na hinuhusgahan natin mula sa habang-buhay ng atom. Ito ang batas ng Geiger-Nettall.
Sa konklusyon, sasabihin ko na ito ay isang napakagandang teorya, at na tayo ay lubos na makatitiyak na sa mga pangkalahatang tuntunin ito ay tama.Ang dakilang merito ng teoryang ito ay ang pagbibigay nito sa batas ng Geiger-Nettall na ganap na independyente sa mga detalye ng ang istraktura ng nucleus."

Habang lumitaw ang bagong eksperimentong data sa mga spins at magnetic moments ng atomic nuclei, tumaas ang kahirapan ng proton-electron model sa paglalarawan ng mga katangiang ito ng atomic nuclei. Ito ay lalong maliwanag sa tinatawag na "nitrogen catastrophe." Ang kakanyahan nito ay ang mga sumusunod. Ayon sa modelo ng proton-electron, ang 14 N nucleus ay dapat na binubuo ng 14 na proton at 7 mga electron. Dahil ang parehong proton at electron ay may eigenvalue ng spin J = 1/2, ang kabuuang spin ng 14 N nucleus ay dapat magkaroon ng kalahating integer na halaga, habang ang eksperimental na sinusukat na halaga ng spin ng nucleus ay J(14 N) = 1. Mayroong iba pang mga halimbawa ng mga pagkakaiba sa mga hula na modelo ng proton-electron ng nucleus na may mga eksperimentong resulta. Halimbawa, ang lahat ng atomic nuclei na may pantay na mass number A ay mayroong zero o integer na halaga ng spin J, habang ang proton-electron model ng nucleus sa karamihan ng mga kaso ay hinulaang isang half-integer spin value. Ang mga sinusukat na halaga ng magnetic moments ng nuclei ay naging halos 1000 beses na mas maliit kaysa sa hinulaang ng proton-electron model ng nucleus. Naging malinaw na ang modelo ng proton-electron ng nucleus ay naglalaman ng ilang uri ng hindi tamang bahagi. Ang ilang mga abala ay nilikha ng mga electron na matatagpuan sa limitadong dami ng atomic nucleus. Ang pagkakulong ng mga electron sa nucleus ay sumasalungat sa prinsipyo ng kawalan ng katiyakan ΔpΔx = ћ.

E. Rutherford, 1932: "Lumilitaw na parang ang electron sa loob ng nucleus ay kumilos na ganap na naiiba mula sa electron sa periphery ng atom. Ang kahirapan na ito ay maaaring sa sarili nating paggawa, dahil tila sa akin ay mas malamang na ang elektron ay hindi maaaring umiral sa isang malayang estado sa isang matatag na nucleus, ngunit dapat palaging nauugnay sa isang proton o iba pang posibleng napakalaking yunit. Kaugnay nito, ang mga indikasyon ng pagkakaroon ng mga neutron sa ilang nuclei ay kapansin-pansin. Ang obserbasyon ni Beck na sa pagtatayo ng mga mabibigat na elemento mula sa magaan na mga electron ay idinagdag sa mga pares ay may malaking interes at nagmumungkahi na upang makabuo ng isang matatag na nucleus ay mahalaga na neutralisahin ang malaking magnetic moment ng isang electron sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isa pang electron. Posible rin na ang mga uncharged unit ng mass 2 at neutrons ng mass 1 ay pangalawang unit sa structure ng nucleus."

Tulad ng ipinakita ng mga kasunod na kaganapan, ang ideya ni Rutherford na ang isang malakas na nakatali na estado ng isang proton at isang elektron ay maaaring mabuo ay mali. Gayunpaman, ito ay gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa pagtuklas ng neutron. Noong 1930-1932 Natuklasan nina Bothe at Becker na kapag na-irradiated ng α-particles ng beryllium Be, nabubuo ang malakas na tumagos na neutral na radiation. Ang lahat ng radiation na nakita sa ngayon ay malakas na hinihigop ng manipis na mga layer ng lead, habang ang radiation mula sa beryllium ay malayang dumaan sa makapal na lead shielding. May hinala na ito ay isang bagong uri ng electromagnetic radiation.
Ang mapagpasyang eksperimento ay isinagawa noong 1932 ng estudyante ni Rutherford na si Chadwick. Gamit ang isang ionization chamber, sinukat niya ang recoil energy ng hydrogen at nitrogen nuclei sa ilalim ng impluwensya ng neutral radiation mula sa beryllium at ipinakita na bilang resulta ng reaksyon.

Ang mga mabilis na neutral na particle na may mass na humigit-kumulang katumbas ng masa ng isang hydrogen atom ay nabuo. Ang mga particle na ito, na tinatawag na mga neutron, ay walang singil sa kuryente at malayang dumadaan sa mga atomo nang hindi nagiging sanhi ng ionization sa daan.

J. Chadwick, 1932: "Ang pagkabulok ng mga elementong beryllium at boron ay natuklasan kamakailan na partikular na interesante. Natagpuan nina Bothe at Becker na ang mga elementong ito, na binomba ng α-particle ng polonium, ay naglalabas ng tumatagos na radiation, na tila γ-type. Ilang buwan na ang nakalilipas, si I. Curie-Joliot at F. Joliot ay gumawa ng mga kapansin-pansing obserbasyon na nagpapakita na ang radiation na ito ay may posibilidad na maglabas ng mga proton sa mataas na bilis mula sa isang substance na naglalaman ng hydrogen. Natagpuan nila na ang mga proton na ibinubuga ng beryllium radiation ay may bilis na hanggang 3∙10 9 cm/seg. Iminungkahi nina Curie at Joliot na ang proton ejection na ito ay nangyayari sa pamamagitan ng prosesong katulad ng Compton effect, at napagpasyahan na ang beryllium radiation ay may quantum na may enerhiya na humigit-kumulang 50 milyong volt-electron. Ang pagtanggap sa palagay na ito ay nagtataas ng dalawang malubhang kahirapan. Una, alam na ang pagkakalat ng isang quantum ng isang electron ay mahusay na inilarawan ng Klein-Nishin formula, at walang dahilan upang ipalagay na ang mga katulad na relasyon ay hindi magiging tama para sa pagkalat ng isang proton. Ang naobserbahang scattering, gayunpaman, ay masyadong malaki kumpara sa ibinigay ng Klein-Nishina formula. Pangalawa, mahirap maunawaan ang paglabas ng isang dami ng gayong mataas na enerhiya sa panahon ng pagbabagong-anyo 9 Maging + 4 Hindi → 13 C + quantum Samakatuwid, pinag-aralan ko ang mga katangian ng radiation na ito gamit ang isang espesyal na counter. Napag-alaman na ang radiation ay naglalabas ng mga particle hindi lamang mula sa hydrogen, ngunit mula sa helium, lithium, beryllium, atbp., at marahil mula sa lahat ng mga elemento. Sa lahat ng kaso ang mga particle ay lumilitaw na mga recoil atoms ng elemento. Mukhang imposibleng maiugnay ang pagbuga ng mga recoil particle na ito sa isang banggaan sa isang quantum ng radiation kung ang enerhiya at momentum ay natipid sa epekto.
Ang isang kasiya-siyang paliwanag ng mga eksperimentong resulta ay maaaring makuha kung ipagpalagay natin na ang radiation ay hindi binubuo ng quanta, ngunit ng mga particle na may mass 1 at charge 0 - neutrons. Sa kaso ng dalawang elemento, hydrogen at nitrogen, ang hanay ng mga recoil atoms ay sinusukat na may mataas na antas ng katumpakan, at mula dito ang kanilang pinakamataas na tulin ay deduced. Ang mga ito ay naging 3.3∙10, ayon sa pagkakabanggit 9 cm/sec at 4.7∙10 8 cm/seg. Hayaan ang M, V ang masa at bilis ng particle na bumubuo sa radiation. Pagkatapos pinakamataas na bilis, na maaaring ipaalam sa hydrogen nucleus sa panahon ng isang banggaan, ay magiging:

at para sa nitrogen:

mula rito:

,

Sa loob ng mga eksperimentong error, ang M ay maaaring kunin bilang 1 at samakatuwid ay:

V = 3.3∙10 9 cm/seg.

Dahil ang radiation ay may napakataas na puwersa ng pagtagos, ang mga particle ay dapat na may napakaliit na singil kumpara sa singil ng elektron. Ang singil na ito ay ipinapalagay na 0, at maaari nating ipagpalagay na ang neutron ay binubuo ng isang proton at isang elektron sa isang napakalapit na kumbinasyon.
Ang magagamit na ebidensya ay malakas na sumusuporta sa neutron hypothesis. Sa kaso ng beryllium, ang proseso ng pagbabagong-anyo na gumagawa ng paglabas ng mga neutron ay 9 Maging + 4 Siya → 12 C + neutron. Maaari itong ipakita na ang mga obserbasyon ay pare-pareho sa mga relasyon sa enerhiya sa prosesong ito. Sa kaso ng boron, malamang na ang proseso ng pagbabago 11 B + 4 Hindi → N 14 + 1 n; sa kasong ito masa B 11 , N 4 e at 14 Ang N ay kilala mula sa mga sukat ng Aston, ang kinetic energy ng mga particle ay matatagpuan sa eksperimento, at samakatuwid ay posible na makakuha ng mas malapit na pagtatantya ng neutron mass. Ang masa na nakuha sa ganitong paraan ay 1.0067. Isinasaalang-alang ang error sa pagsukat ng masa, dapat isipin na ang neutron mass ay malamang na nasa pagitan ng 1.005 at 1.008. Ang mga halagang ito ay sumusuporta sa pananaw na ang isang neutron ay isang kumbinasyon ng isang proton at isang electron at nagbibigay ng isang particle na nagbubuklod ng enerhiya na humigit-kumulang 1-2∙10 6 volt∙electron.
Ang neutron ay maaaring ilarawan bilang isang maliit na dipole, o mas mabuti bilang isang proton na naka-embed sa isang elektron. Sa isang paraan o iba pa, ang "radius" ng neutron ay nasa pagitan ng 10 -13 cm at 10 -12 cm.Ang field ng isang neutron ay dapat na napakaliit, maliban sa napakalapit na mga distansya, at ang mga neutron na dumadaan sa matter ay hindi maaapektuhan maliban kung sila ay direktang tumama sa atomic nucleus. Ang mga pagsukat na ginawa sa pagpasa ng mga neutron sa pamamagitan ng bagay ay nagbibigay ng mga resulta na sa pangkalahatan ay sumasang-ayon sa mga pananaw na ito. Ang banggaan ng mga neutron sa nitrogen nuclei ay pinag-aralan ni Dr. Feser, gamit ang isang awtomatikong silid ng ulap. Nalaman niya na bilang karagdagan sa mga normal na bakas ng nitrogen recoil atoms, mayroong isang bilang ng mga sumasanga na landas. Ito ay bunga ng pagkabulok ng nitrogen nucleus. Sa ilang mga kaso, ang isang neutron ay nakuha, isang alpha particle ay ibinubuga at isang nucleus B ay nabuo. 11 . Sa ibang mga kaso ang mekanismo ay hindi pa alam nang may katiyakan."

1932 J. Chadwick. Pagtuklas ng neutron

James Chadwick (1891 - 1974)

“Isang umaga nabasa ko ang isang liham mula kay Joliot-Curie sa Comptes Rendus, kung saan nag-ulat siya ng higit pa kamangha-manghang ari-arian radiation mula sa beryllium, isang lubhang kamangha-manghang pag-aari. Pagkalipas ng ilang minuto, si [Norman] Feather, na nagulat din ako, ay pumasok sa aking silid upang itawag ang aking pansin sa artikulong ito. Nang umagang iyon, ilang sandali pa, sinabi ko kay Rutherford ang tungkol dito. Ayon sa isang matagal nang itinatag na tradisyon, kailangan kong pumunta sa kanya bandang alas-11 at mag-ulat kawili-wiling balita, pati na rin talakayin ang estado ng trabaho sa aming laboratoryo. Habang isinalaysay ko ang mga obserbasyon ni Joliot-Curie at ang kanilang interpretasyon, napansin ko ang pagtaas ng pagkamangha ni Rutherford; sa wakas ay nagkaroon ng pagsabog: "Hindi ako naniniwala!" Ang gayong hindi pagpayag na pananalita ay ganap na wala sa karakter para kay Rutherford; sa lahat ng maraming taon ng pakikipagtulungan ko sa kanya, hindi ko naaalala ang ganoong pangyayari. Pansinin ko lamang ito upang bigyang-diin ang nakakaakit na epekto ng artikulo ni Joliot-Curie. Siyempre, napagtanto ni Rutherford na kailangan niyang paniwalaan ang mga obserbasyon na ito, ngunit ang pagpapaliwanag sa mga ito ay isang ganap na naiibang bagay.
Nagkataon na handa lang akong simulan ang eksperimento, kung saan naghanda ako ng isang mahusay na mapagkukunan ng polonium mula sa materyal na Baltimore (gamit ang radon tube na ibinalik ni Feser). Nagsimula ako nang walang anumang preconceptions, kahit na natural na umiikot ang aking mga iniisip sa mga neutron. Ako ay lubos na sigurado na ang Joliot-Curie obserbasyon ay hindi maaaring bawasan sa isang Compton-type na epekto, dahil paulit-ulit kong sinubukang makita ito. Walang alinlangan, ito ay isang bagay na ganap na bago at hindi pangkaraniwan. Ang ilang araw ng pagsusumikap ay sapat na upang ipakita na ang mga kakaibang epekto na ito ay sanhi ng isang neutral na butil; Nagawa ko pang sukatin ang bigat nito. Ang neutron, na ipinostula ni Rutherford noong 1920, ay sa wakas ay ginawang nakikita ang sarili nito."

J. Chadwick. Mga alaala. Nobel Prize sa Physics
1935 – J. Chadwick
Para sa pagtuklas ng neutron

Mga neutron
J. Chadwick

Ipinakita nina Bothe at Becker na ang ilang mga magaan na elemento, sa ilalim ng impluwensya ng pambobomba ng α-particle ng polonium, ay naglalabas ng radiation, na tila may katangian ng γ-ray. Ang elementong beryllium ay gumagawa ng partikular na kapansin-pansing epekto ng ganitong uri, at ang mga kasunod na obserbasyon nina Bothe, Irene Curie-Joliot at Webster ay nagpakita na ang radiation na nasasabik sa beryllium ay may lakas na tumagos na mas malaki kaysa sa alinman sa mga radioactive γ-ray na kilala hanggang ngayon.
Kamakailan lamang, ginawa nina I. Curie-Joliot at F. Joliot ang kapansin-pansing obserbasyon na ang mga radiation na ito mula sa beryllium at boron ay may kakayahang maglabas ng mga proton mula sa mga sangkap na naglalaman ng hydrogen sa isang malaking rate.
Bilang resulta, nagsagawa ako ng karagdagang mga eksperimento upang siyasatin ang mga katangian ng beryllium radiation. Ang mga eksperimentong ito ay nagpakita na ang beryllium radiation ay naglalabas ng mga particle hindi lamang mula sa hydrogen, ngunit mula sa lahat ng mga light elements na pinag-aralan. Ang mga eksperimentong resulta ay naging napakahirap ipaliwanag mula sa punto ng view ng hypothesis tungkol sa quantum nature ng beryllium radiation, ngunit ang mga resultang ito ay sumunod bilang agarang kahihinatnan kung ipagpalagay natin na ang beryllium radiation ay binubuo ng mga particle na may mass na humigit-kumulang pantay. sa masa ng proton at walang epektibong singil, i.e. - mula sa mga neutron.
Ang hitsura ng mga neutron sa ngayon ay naobserbahan lamang kapag ang ilang mga elemento ay binomba ng mga particle ng α. Ang prosesong ito ay maaaring katawanin bilang pagkuha ng isang alpha particle ng isang atomic nucleus, na sinamahan ng pagbuo ng isang bagong nucleus at ang paglabas ng isang neutron. Ang bagong nucleus ay dapat na may singil na dalawang yunit na mas mataas at isang mass na tatlong yunit na mas mataas kaysa sa orihinal na nucleus. Ang "ani" ng mga neutron ay napakaliit at maihahambing sa "ani" ng mga proton sa panahon ng artipisyal na pagbabagong-anyo ng mga elemento na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng pambobomba ng mga particle ng α. Ang pinakamalaking epekto ay ipinapakita ng beryllium, na ang "bunga" ay tila umabot sa 30 neutrons para sa bawat milyong mga particle ng α-polonium na nagbobomba sa isang makapal na layer ng beryllium.

Sa pamamagitan ng paglalantad ng iba't ibang mga sangkap sa pambobomba ng α-particle ng polonium, natuklasan nina Bothe at Becker na sa ilalim ng mga kondisyong ito ang ilang mga light atoms ay naglalabas ng mahinang radiation, ang lakas ng pagtagos nito ay lumampas sa lakas ng pagtagos ng pinakamahirap.γ -mga sinag na ibinubuga ng mga radioactive na elemento (1930). Sa una ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng paglabasγ -ray dahil sa paggulo ng nuclei, na maaaring sinamahan ng pagkuha ng isang α particle. Ang epekto na ito ay lalong malakas sa beryllium, ngunit ito ay sinusunod din sa isang mas mababang lawak sa Li, B, F, Na, Mg, Al. Gamit ang paraan ng ionization, natuklasan nina I. Curie at F. Joliot ang isang bagong katangian ng mga tumatagos na sinag na ibinubuga ng beryllium o boron. Ito ay lumabas na ang mga sinag na ito ay maaaring magpatumba ng magaan na nuclei, halimbawa, mga proton mula sa mga sangkap na naglalaman ng hydrogen o helium nuclei (1932). Ang pangunahing katangian ng bagong natuklasang radiation ay ang dahilan ng pagsipsip nito... Ang pagkakaroon ng phenomenon ng ejection ng light atoms ay nakumpirma ng pamamaraan ni Wilson... Ang penetrating beam na nagdudulot ng ejection ng nucleus ay hindi nag-ionize ng mga molekula ng gas at, samakatuwid, ang landas nito ay hindi nakikita sa mga litrato... Ang mga resulta ng mga eksperimentong ito ay mahirap ipaliwanag kung isasaalang-alang natin na ang mga sinag na nagdudulot ng pagbuga ng mga light elements ayγ -ray.
Ipinakita ni Chadwick na ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring maipaliwanag nang kasiya-siya sa pamamagitan ng pag-aakala na ang tumagos na radiation na ibinubuga ng Be o B ay naglalaman ng mga neutron - mga particle na may atomic mass na malapit sa pagkakaisa at zero charge, na maaaring binubuo ng isang proton at isang electron na nakagapos nang mas malapit kaysa sa hydrogen. atom... Ang mga neutron ay isang bagong uri ng corpuscular radiation.

M.Curie. "Radyoaktibo. Pagganyak ng tumatagos na mga sinag sa magaan na atomo sa pagbangga sa α-particle."

D. Ivanenko, 1932:“Ang paliwanag ni Dr. J. Chadwick tungkol sa mahiwagang radiation ng beryllium ay talagang kaakit-akit sa mga theoretical physicist. Ang tanong ay lumitaw: posible bang ipalagay na ang mga neutron ay naglalaro din mahalagang papel at sa istruktura ng nuclei, kung isasaalang-alang ang lahat ng mga nuclear electron na "naka-pack" sa alinman sa mga α-particle o neutron? Siyempre, ang kawalan ng isang teorya ng nuclei ay gumagawa ng palagay na ito na malayo sa pangwakas, ngunit marahil ay hindi ito mukhang hindi kapani-paniwala kung tatandaan natin na ang mga electron, na tumagos sa nuclei, ay makabuluhang nagbabago sa kanilang mga katangian - nawala sila, sa gayon, ang kanilang sariling katangian, halimbawa ang spin at magnetic moment nito.
Ang pinaka-interesante ay ang tanong kung hanggang saan ang mga neutron ay maituturing na elementarya na mga particle (isang bagay na katulad ng mga proton o electron). Hindi mahirap kalkulahin ang bilang ng mga alpha particle, proton at neutron na naroroon sa bawat nucleus, at sa gayon ay makakuha ng ideya ng angular momentum ng nucleus (ipagpalagay na ang angular momentum ng neutron ay katumbas ng 1 /2). Nakakapagtataka na walang mga libreng proton sa beryllium nuclei, ngunit mga α-particle at neutron lamang."

Ang isang libreng neutron ay isang hindi matatag na particle. Ang kalahating buhay nito T 1/2 = 10.24 min. Ang neutron ay nabubulok sa isang proton p, isang electron e at isang electron antineutrino e. SA estadong nakatali sa nucleus ang neutron ay maaaring maging matatag. Iyon ang dahilan kung bakit umiiral ang matatag na atomic nuclei.
Ang pagtuklas ng mga neutron ay isang mahalagang yugto sa pagbuo ng mga ideya tungkol sa istruktura ng atomic nucleus. Ang proton-electron model ng atomic nucleus ay pinalitan ng proton-neutron model ng nucleus, na unang binuo nang nakapag-iisa sa mga gawa nina D. Ivanenko at W. Heisenberg.

Ang pangunahing posisyon ng proton-neutron na modelo ng atomic nucleus ay ang atomic nucleus ay binubuo ng mga proton at neutron. Tinutukoy ng bilang ng mga proton Z sa nucleus ang singil ng kuryente ng nucleus. Ang kabuuang bilang ng mga proton at neutron A = Z + N ay tumutukoy sa masa ng atomic nucleus.

Matagumpay na nalutas ng proton-neutron model ng nucleus ang problema ng "nitrogen catastrophe." Ayon sa modelo ng proton-neutron ng nucleus, ang isotope ay binubuo ng 7 proton at 7 neutron. Dahil pareho ang proton at ang neutron ay may sariling spin J = 1/2, ang kabuuang spin ng nucleus ay dapat may integer value, na pare-pareho sa eksperimento. Ang isang paliwanag ay nakuha din para sa mga maliliit na halaga ng mga magnetic na sandali ng atomic nuclei - sa pagkakasunud-sunod ng ilang mga nuclear magneton. Kung ang atomic nucleus ay naglalaman ng mga electron, kung gayon ang mga magnetic moment ng nuclei ay dapat magkaroon ng mga halaga sa pagkakasunud-sunod ng mga electron magneton ng Bohr, i.e. ay lalampas sa naobserbahang mga halaga ng magnetic moments ng nuclei nang libu-libong beses.

D. Ivanenko, 1932: "Ang mga neutron ay maaaring ipasok sa nucleus sa dalawang paraan: alinman nang hindi binabago ang tinatanggap na bilang ng mga α-particle sa nucleus at neutralisahin ang hindi hihigit sa tatlong mga electron (Perrin at Auger), o sa pamamagitan ng pag-neutralize sa lahat ng mga electron. Ang unang paraan, sa aking opinyon, ay humahantong sa parehong mga paghihirap tungkol sa mga halaga ng spin. Bukod dito, simula sa isang tiyak na elemento, lumilitaw ang labis na intranuclear electron, at ang kawalan ng kaukulang mga spin sa nuclei ay tila napakahiwaga. Sa kabaligtaran, ang pangalawang diskarte, na iminungkahi namin nang kaunti mas maaga, ay maliwanag na nagpapahintulot sa amin na malampasan ang mga paghihirap na ito. Hindi tayo pupunta sa mga pangkalahatang talakayan dito tungkol sa mga pakinabang ng pamamaraang ito bilang isang paglalahat ng ideya ni de Broglie tungkol sa pagkakaroon ng malalim na pagkakatulad sa pagitan ng liwanag at bagay; Ang mga intranuclear electron ay talagang sa maraming paraan ay katulad ng mga na-absorb na photon, at ang paglabas ng isang β-particle ng isang nucleus ay katulad ng pagsilang ng isang bagong particle, na sa estadong hinihigop ay walang sariling katangian. Ipahiwatig natin ang istraktura ng chlorine nucleus ayon sa lumang (I) na pananaw at dalawang bago - Perrin-Auger (II) at sa atin (III) [α ay nagsasaad ng α-particle, p ay isang proton, e ay isang electron, n ay isang neutron]:

37 Cl = 9α + 1p + 2e (I) , 37 Cl = 9α + 1n + 1e (II) , 37 Cl = 8α + 1p + 4n (III).

(isotopes ng isang naibigay na elemento ay naiiba sa bawat isa lamang sa bilang ng mga neutron).
Isinasaalang-alang namin ang neutron hindi bilang isang sistema ng elektron at proton, ngunit bilang isang elementarya na butil. Pinipilit tayo nitong ituring ang mga neutron bilang mga particle na may spin 1/2 at napapailalim sa mga istatistika ng Fermi-Dirac. Halimbawa, ang kernel 14 Dapat italaga ang N (3α + 1p + 1n) ng spin 1, at ang nitrogen nuclei ay talagang sumusunod sa mga istatistika ng Bose-Einstein. Ito ngayon ay nagiging malinaw, dahil 14 Ang N ay naglalaman ng 14 elementarya na particle, i.e. kahit na numero, hindi 21 tulad ng sa lumang scheme.
Ang lahat ng mga pagpapalagay na ito, gayunpaman paunang, ay tila humahantong sa ganap na mga bagong pananaw sa nuclear model."

W. Heisenberg, 1932: "Ang mga eksperimento nina Curie at Joliot (tulad ng interpretasyon ni Chadwick) ay itinatag na ang isang bagong pangunahing particle, ang neutron, ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa istraktura ng nuclei. Iminumungkahi nito na ang atomic nuclei ay itinayo mula sa mga proton at neutron nang walang paglahok ng mga electron. Kung tama ang palagay na ito, kung gayon ito ay nangangailangan ng isang malaking pagpapasimple ng teorya ng istrukturang nuklear. Ang mga pangunahing paghihirap ng teorya ng β-decay at mga istatistika ng nitrogen atomic nuclei ay bumaba sa tanong kung paano nabubulok ang isang neutron sa isang proton at isang electron at kung anong mga istatistika ang sinusunod nito. Pagkatapos ang istraktura ng nuclei ay maaaring inilarawan ayon sa mga batas ng quantum mechanics dahil sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga proton at neutron.
Sa mga sumusunod ay ipagpalagay natin na ang mga neutron ay sumusunod sa mga istatistika ng Fermi at may spin (1/2). Ang pagpapalagay na ito ay kinakailangan upang ipaliwanag ang mga istatistika ng nitrogen nuclei at tumutugma sa mga pang-eksperimentong halaga ng mga sandali ng nuklear. Kung ang neutron ay binubuo ng isang proton at isang elektron, kung gayon ang elektron ay kailangang italaga ng mga istatistika ng Bose at zero spin. Mukhang hindi nararapat na suriin ang larawang ito nang mas detalyado.
Sa halip, ang neutron ay dapat ituring na isang malayang pundamental mahalaga bahagi nucleus, siyempre, isinasaalang-alang na sa ilalim ng ilang mga kundisyon maaari itong mabulok sa isang proton at isang elektron, at, marahil, ang mga batas ng konserbasyon ng enerhiya at momentum ay hindi mailalapat.
Sa lahat ng mga pakikipag-ugnayan ng mga elementarya na particle na bumubuo sa nucleus, una nating isasaalang-alang ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng neutron at ng proton. Kapag ang isang neutron at isang proton ay lumalapit sa isang distansya na maihahambing sa isang nukleyar, sa pamamagitan ng pagkakatulad sa isang ion, ang lokasyon ng negatibong singil ay nagbabago sa isang dalas na tinutukoy ng function na J(r)/h, kung saan ang r ay ang distansya sa pagitan ng mga particle. Ang dami ng J(r) ay tumutugma sa exchange integral, o sa halip, ang integral na naglalarawan sa pagpapalitan ng mga coordinate sa molekular na teorya. Ang pagbabagong ito ng lugar ay maaaring gawing visual sa tulong ng ideya ng isang electron na walang spin at sumusunod sa mga istatistika ng Bose. Ngunit malamang na mas tama na isaalang-alang na ang integral J(r) ay naglalarawan ng isang pangunahing pag-aari ng neutron-proton na pares, na hindi maaaring bawasan sa mga paggalaw ng electron.

Hindi tulad ng mga electron shell ng mga atomo, ang nuclei ay may napaka tiyak na laki. Ang core radius R ay inilalarawan ng kaugnayan

R = 1.3A 1/3 fm.

Ang atomic nuclei ay may malaking masa at positibong singil. Ang mga sukat ng atomic nuclei ay karaniwang sinusukat sa isang extrasystemic unit ng haba - ang Fermi.

1 Fermi = 10 -13 cm.

Ipinaliwanag ng proton-neutron model ng nucleus ang pagkakaroon ng isotopes. Ang isotopes ay atomic nuclei na mayroon parehong numero proton Z at iba't ibang bilang ng mga neutron N. Ngayon mahigit 3.5 libong isotopes ang kilala. Karaniwan, ang mga isotopes ay inilalarawan sa isang NZ diagram ng atomic nuclei. Mass number ng isotope A = N + Z.

E. Rutherford, 1936: "Maraming mga mananaliksik, kapag naghihiwalay sa ilang mga radioactive na katawan, ay nakatagpo ng isang hindi kapani-paniwala, halos hindi malulutas na kahirapan. Naging interesado si Soddy sa hindi pangkaraniwang bagay na ito at natuklasan ang ilang mga radioactive substance na hindi niya nagawang paghiwalayin. Ang mga sangkap na ito ay ganap na naiiba at may mga katangiang radioactive na katangian, ngunit hindi sila maaaring paghiwalayin ng mga operasyong kemikal. Napansin din niya na ang periodic table ay walang kahit na puwang para sa isang malaking grupo ng mga radioactive elements, at iminungkahi na may mga elemento na hindi mapaghihiwalay mula sa isang kemikal na punto ng view, ngunit may iba't ibang mga katangian mula sa punto ng view ng radioactivity. Tinawag ni Soddy ang mga kaukulang elemento ng ganitong uri ng isotopes, at sa gayon ay ang simula ng isang malaking larangan ng pananaliksik, kung saan gumawa ng malaking kontribusyon ang Aston."

Laki ng kernel

Radial distribution ng charge density sa iba't ibang nuclei

R = 1.3A 1/3 fm,
t = 4.4a = 2.5 fm.

Laki ng nuklear at ang batas ng pwersa

E. Rutherford, 1924: "Nagsagawa ang Bealer ng isang detalyadong pag-aaral ng batas ng pagkilos ng puwersa malapit sa isang light nucleus, lalo na malapit sa isang aluminum nucleus, gamit ang paraan ng scattering. Para sa layuning ito, inihambing niya ang kamag-anak na bilang ng mga particle ng α na nakakalat sa loob ng parehong solidong anggulo mula sa aluminyo at mula sa ginto. Para sa pinag-aralan na hanay ng mga anggulo (hanggang 100°), ipinapalagay na ang pagkakalat ng ginto ay sumusunod sa batas ng inverse proportionality sa square ng distansya. Nalaman ni Beeler na ang ratio ng scattering sa aluminyo sa scattering sa ginto ay depende sa bilis ng α particle. Halimbawa, para sa isang alpha particle na may saklaw na 3.4 cm, nakuha ang teoretikal na ratio para sa mga anggulo na mas maliit sa 40°, ngunit lumabas na ang ratio para sa isang average na anggulo ng scattering na 80° ay 7°/ 0 mas kaunti. Sa kabilang banda, para sa mas mabilis na α-particle na may saklaw na 6.6 cm, ang mga paglihis mula sa theoretical ratio ay mas malinaw at umabot sa 29% para sa isang anggulo na 80°. Upang ipaliwanag ang mga resultang ito, iminungkahi ni Beeler na malapit sa aluminyo core, ang isang kaakit-akit na puwersa ay nakapatong sa karaniwang puwersang salungat. Ang mga resulta ay sumasang-ayon sa palagay na ang kaakit-akit na puwersa ay nag-iiba-iba sa kabaligtaran sa ika-apat na kapangyarihan ng distansya at na ang salungat at kaakit-akit na mga puwersa ay balanse sa layo na 3.4 10 -13 cm mula sa gitna ng core. Sa loob ng kritikal na radius na ito ang mga puwersa ay nagiging lubhang kaakit-akit; sa labas - lubhang nakakadiri.
Bagama't hindi tayo makakagawa ng anumang mga espesyal na kahilingan sa katumpakan ng figure na nakuha o sa higpit ng iminungkahing batas ng pang-akit, malamang na hindi tayo masyadong magkakamali kung ipagpalagay natin na ang radius ng aluminum nucleus ay hindi lalampas sa 4 10 -13 cm. Kagiliw-giliw na tandaan na ang mga puwersa ng interaksyon sa pagitan ng α particle at ng hydrogen nucleus ay sumasailalim sa isang mabilis na pagbabago, simula sa humigit-kumulang sa parehong distansya. Kaya, malinaw na ang mga sukat ng nucleus ng mga light elemento ay maliit, at sa kaso ng aluminyo, maaaring sabihin ng isang tao na hindi inaasahang maliit, kung naaalala natin na ang 27 proton at 14 na mga electron ay magkasya sa hindi gaanong halaga na ito. Ang pagpapalagay na ang mga puwersa ng interaksyon sa pagitan ng mga nuclei ay nagbabago mula sa pagtanggi patungo sa pagkahumaling kapag napakalapit na paglapit ay tila napakatotoo; kung hindi kasama pinakamataas na antas mahirap isipin kung paano mailalagay sa isang nakakulong na espasyo ang isang mabigat na nucleus na may malaking labis na positibong singil. Makikita natin na maraming iba pang katotohanan ang sumusuporta sa ideyang ito; gayunpaman, halos hindi kapani-paniwala na ang mga kaakit-akit na puwersa malapit sa isang kumplikadong nucleus ay maaaring ipahayag ng anumang simpleng batas ng kapangyarihan.

Mga katangian ng isang libreng neutron at proton

Mga katangian ng libre neutron at proton	n	p
Misa, MeV/c 2	939.56536±0.00008	938.27203±0.00008
Quantum number - iikot	1/2	1/2
Paikutin, ћ = 6.58·10 -22 MeV·c	ћ 1/2	ћ 1/2
singilin ng kuryente, q e = (1.602176487 ± 40) 10 -19 C	(-0.4 ± 1.1) 10 -21	|q p +q e |/q e< 10 -21
Magnetic na sandali μ = eћ/2m p c = 3.15·10 -18 MeV/G	–1.9130427±0.000005	+2.792847351 ± 000000028
Elektrisidad dipole moment d, e cm	< 0.29·10 -25	< 0.54 10 -23
Baryon charge B	+1	+1
Radius ng pagsingil, fm		0.875 ± 0.007
Radius ng magnetic moment distribution, fm	0.89 ± 0.07	0.86 ± 0.06
Isospin I	1/2	1/2
Isospin projection I z	-1/2	+1/2
Komposisyon ng quark	udd	uud
Quantum number s,c,b,t	0	0
Half life	10.24 min	> 2.1·10 29 taon
Pagkakapantay-pantay	+	+
Mga istatistika	Fermi-Dirac
Iskema ng pagkabulok	n → p + e- + e

Talaan ng isotopes ng mga elemento ng kemikal

Ang talahanayan para sa lahat ng nakitang elemento ng kemikal ay nagpapakita ng serial number, simbolo, pangalan, minimum at maximum na mass number ng mga natukoy na isotopes, porsyento ng mga isotopes sa natural na pinaghalong (bilugan na halaga). Ang mga elemento ng kemikal na may Z = 113-118 ay hindi pa binibigyan ng mga pangalan; ibinibigay ang mga ito sa mga espesyal na internasyonal na pagtatalaga.

1 - serial number ng kemikal na elemento Z,
2 - simbolo ng isang elemento ng kemikal,
3 - pangalan ng elemento ng kemikal,
4 - minimum-maximum na mass number A ng isang isotope ng isang elemento ng kemikal,
5 - mass number ng isotopes A (porsiyento ng isotope sa natural na halo), pagkakaroon ng porsyento ng isotope sa natural na halo na higit sa 1%.

1	2	3	4	5
0	n	neutron	1
1	H	hydrogen	1-7	1 (99,986)
2	Siya	helium	3-10	4 (100)
3	Li	lithium	3-12	6 (7,93); 7 (92,07)
4	Maging	beryllium	5-16	9 (100)
5	B	boron	6-19	10 (19,8); 11 (80,2)
6	C	carbon	8-22	12 (98,9); 13 (1,1)
7	N	nitrogen	10-25	14 (99,62)
8	O	oxygen	12-28	16 (99,76)
9	F	fluorine	14-31	19 (100)
10	Ne	neon	16-34	20 (90,0); 22 (9,73)
11	Na	sosa	18-37	23 (100)
12	Mg	magnesiyo	19-40	24 (77,4); 25 (11,5); 26 (11,1)
13	Sinabi ni Al	aluminyo	21-43	27 (100)
14	Si	silikon	22-44	28 (89,6); 29 (6,2); 30 (4,2)
15	P	posporus	24-46	31 (100)
16	S	asupre	26-49	32 (95,1); 34 (4,2)
17	Cl	chlorine	28-51	35 (75,4); 37 (24,6)
18	Ar	argon	30-53	40 (99,632)
19	K	potasa	32-55	39 (93,38); 41 (6,61)
20	Ca	kaltsyum	34-57	40 (96,96); 44 (2,06)
21	Sc	scandium	36-60	45 (100)
22	Ti	titan	38-63	46 (7,95); 47 (7,75); 48 (73,45); 49 (5,51); 50 (5,34)
23	V	vanadium	40-65	51 (100)
24	Cr	kromo	42-67	50 (4,49); 52 (83,78); 53 (9,43); 54 (2,30)
25	Mn	mangganeso	44-69	55 (100)
26	Fe	bakal	45-72	54 (6,04); 56 (91,57); 57 (2,11)
27	Co	kobalt	50-75	59 (100)
28	Ni	nikel	48-78	58 (67,4); 60 (26,7); 61 (1,2); 62 (3,8)
29	Cu	tanso	52-80	63 (70,13); 65 (29,87)
30	Zn	sink	54-83	64 (50,9); 66 (27,3); 67 (3,9); 68 (17,4)
31	ga	gallium	56-86	69 (61,2); 71 (38,8)
32	Sinabi ni Ge	germanyum	58-89	70 (21,2); 72 (27,3); 73 (7,9); 74 (37,1); 76 (6,5)
33	Bilang	arsenic	60-92	75 (100)
34	Se	siliniyum	64-94	76 (9,5); 77 (8,3); 78 (24,0); 80 (48,0); 82 (9,3)
35	Sinabi ni Br	bromine	67-97	79 (50,6); 80 (49,4)
36	Kr	krypton	69-100	80 (2,01); 82 (11,53); 83 (11,53); 84 (57,11); 86 (17,47)
37	Rb	rubidium	71-101	85 (72,8); 87 (27,2)
38	Si Sr	strontium	73-105	86 (9,86); 87 (7,02); 88 (82,56)
39	Y	yttrium	76-108	89 (100)
40	Zr	zirconium	78-110	90 (48); 91 (11,5); 92 (22); 94 (17); 96 (1,5)
41	Nb	niobium	81-113	93 (100)
42	Mo	molibdenum	83-115	92 (14,9); 94 (9,4); 95 (16,1); 96 (16,6); 97 (9,65); 98 (24,1); 100 (9,25)
43	Tc	technetium	85-118
44	Ru	rutanium	87-120	96 (5,68); 98 (2,22); 99 (12,81); 100 (12,70); 101 (16,98); 102 (31,34); 104 (18,27)
45	Rh	rhodium	89-122	103 (100)
46	Pd	paleydyum	91-124	104 (9,3); 105 (22,6); 106 (27,2); 108 (26,8); 110 (13,5)
47	Ag	pilak	93-130	107 (52,5); 109 (47,5)
48	Cd	kadmyum	95-132	106 (1,4); 108 (1,0); 110 (12,8); 111 (13,0); 112 (24,2); 113 (12,3); 114 (28,0); 116 (7,3)
49	Sa	indium	97-135	113 (4,5); 115 (95,5)
50	Si Sn	lata	99-137	112 (1,1); 116 (15,5); 117 (9,1); 118 (22,5); 119 (9,8); 120 (28,5); 122 (5,5); 124 (6,8)
51	Sb	antimony	103-139	121 (56); 123 (44)
52	Sinabi ni Te	tellurium	105-142	122 (2,9); 123 (1,6); 124 (4,5); 125 (6,0); 126 (19,0); 128 (32,8); 130 (33,1)
53	ako	yodo	108-144	127 (100)
54	Xe	xenon	109-147	128 (1,9); 129 (26,23); 130 (4,07); 131 (21,17); 132 (26,96); 134 (10,54); 136 (8,95)
55	Cs	cesium	112-151	133 (100)
56	Ba	barium	114-153	134 (2,42); 135 (6,59); 136 (7,81); 137 (11,32); 138 (71,66)
57	La	lanthanum	117-155	139 (100)
58	Ce	cerium	119-157	140 (89); 142 (11)
59	Sinabi ni Pr	praseodymium	121-159	141 (100)
60	Nd	neodymium	124-161	142 (25,95); 143 (13,0); 144 (22,6); 145 (9,2); 146 (16,5); 148 (6,8); 150 (5,95)
61	Pm	promethium	126-163
62	Sm	samarium	128-165	144 (3); 147 (17); 148 (14); 149 (15); 150 (5); 152 (26); 154 (20)
63	Eu	europium	130-167	151 (49,1); 153 (50,9)
64	Gd	gadolinium	134-169	154 (1,5); 155 (21); 156 (22); 157 (17); 158 (22); 160 (16)
65	Tb	terbium	135-171	159 (100)
66	Dy	dysprosium	138-173	160 (1,5); 161 (22); 162 (24); 163 (24); 164 (28)
67	Ho	holmium	140-175	165 (100)
68	Er	erbium	143-177	164 (1,5); 166 (32,9); 167 (24,4); 168 (26,9); 170 (14,2)
69	Tm	thulium	144-179	169 (100)
70	Sinabi ni Yb	ytterbium	148-181	170 (4,21); 171 (14,26); 172 (21,49); 173 (17,02); 174 (29,58); 176 (13,38)
71	Lu	lutetium	150-184	175 (97,5); 176 (2,5)
72	Hf	hafnium	151-188	176 (5,3); 177 (18,47); 178 (27,13); 179 (13,85); 180 (35,14)
73	Ta	tantalum	155-190	181 (100)
74	W	tungsten	158-192	182 (22,6); 183 (17,3); 184 (30,1); 186 (29,8)
75	Re	rhenium	159-194	185 (38,2); 187 (61,8)
76	Os	osmium	162-200	186 (1,59); 187 (1,64); 188 (13,3); 189 (16,1); 190 (26,4); 192 (41,0)
77	Sinabi ni Ir	iridium	164-202	191 (38,5); 193 (61,5)
78	Pt	platinum	166-203	194 (30,2); 195 (35,3); 196 (26,6) 198 (7,2)
79	Au	ginto	169-205	197 (100)
80	Hg	mercury	171-210	198 (10,1); 199 (17,0); 200 (23,3); 201 (13,2); 202 (29,6); 204 (6,7)
81	Tl	thallium	176-212	203 (29,1); 205 (70,9)
82	Pb	nangunguna	178-215	204 (1,5); 206 (23,6); 207 (22,6); 208 (52,3)
83	Bi	bismuth	184-218	209 (100)
84	Po	polonium	188-220
85	Sa	astatine	191-223
86	Rn	radon	193-228
87	Sinabi ni Fr	France	199-232
88	Ra	radium	201-234
89	Ac	actinium	206-236
90	Th	thorium	208-238	232 (100)
91	Pa	protactinium	212-240
92	U	Uranus	217-242	238 (99,28)
93	Np	neptunium	225-244
94	Pu	plutonium	228-247
95	Am	americium	230-249
96	Cm	curium	232-252
97	Bk	berkelium	234-254
98	Cf	californium	237-256
99	Es	einsteinium	240-258
100	Fm	fermium	242-260
101	MD	mendelevium	245-262
102	Hindi	nobelium	248-264
103	Lr	lawrencia	251-266
104	Rf	rutherfordium	253-268
105	Db	dubnium	255-269
106	Sg	seaborgium	258-273
107	Bh	bohrium	260-275
108	Hs	Hassiy	263-276
109	Mt	meitnerium	265-279
110	Ds	Darmstadt	267-281
111	Rg	roentgenium	272-283
112	Cn	copernicium	277-285
113	Uut		278-287
114	Uuq		286-289
115	Uup		287-291
116	Uuh		290-293
117	Uus		291-292
118	Uuo		294