Cтраница 3
Процесс образования а-частиц происходит практически мгновенно, так что в момент образования они обладают всей энергией и всей массой ядра атома лития и протона, но тогда масса каждой а-частицы будет равна 4 01315 ат. [31]
Дальше будет показано, что это правило нарушается только тогда, когда при соединении между телами начинают действовать очень большие силы. Например, два протона и два нейтрона образуют ядро атома гелия Между ними действуют очень большие силы, при этом масса ядра атома гелия оказывается не равной сумме ufacc частиц, которые в него входят. [32]
Формула (13.11) дает значение постоянной Ридберга для водорода. Учет движения ядра сводится к тому, что вместо массы т электрона в формулу (13.11) следует ввести приведенную массу / ппряв двух частиц - электрона и ядра, движущихся относительно центра масс системы ядро - электрон: / пприв / пЛ1 / ( т М), где М - масса ядра атома. Полученное таким образом значение R для водорода RH 3 28805 х X Ю15 с 1 находится в хорошем согласии с данными, полученными из спектроскопических измерений. [33]
Ядра всех атомов ( кроме водорода) состоят из протонов и нейтронов. Положительный заряд ядра равен суммарному заряду входящих в него протонов. Масса ядра атома равна суммарной массе всех нейтронов и протонов этого ядра. Протоны и нейтроны, входящие в атомное ядро, имеют общее наименование - нуклоны. Массовое число атома равно его атомному весу, округленному до целых единиц. Поэтому практически вся масса атома сосредоточена в его ядре, хотя оно и занимает ничтожно малую часть объема атома. [34]
Атомы различаются зарядом и массой ядра. Порядковый номер элемента равен числу протонов в ядрах атомов этого элемента. Масса ядер атомов элемента может различаться из-за различия в количестве нейтронов, находящихся в ядре. [35]
Основные частицы, которые составляют ядро и определяют его свойства, - это протоны ( р) и нейтроны. Заряд протона равен но величине и противоположен по знаку заряду электрона. Масса протона близка к массе ядра атома водорода. В каждом атоме числу протонов в ядре ( положительным зарядам) соответствует такое же количество электронов ( отрицательных зарядов) в сфере атома. В таблице Д. И. Менделеева атомный номер соответствует порядковому номеру элементов. [36]
Решение задачи об атоме водорода аналогично обсуждавшемуся выше случаю жесткого ротатора. Аналогия заключается в том, что накладываемое при рассмотрении жесткого ротатора условие постоянства расстояния между двумя частицами в случае атома водорода заменяется условием кулоновского взаимодействия между ядром и электроном. Учитывая большое различие между массами ядра атома водорода ( М) и электрона ( т), можно считать, что ядро ( протон) является центром тяжести этой системы, и предположить, что оно находится в начале координат. [37]
Атомы различных элементов отличаются друг от друга не только числом электронов, но и строением ядер. Чем больше электронов в оболочке атома, тем больше должно быть протонов в его ядре. Заряд ядра зависит от числа положительных частиц - протонов. Масса ядра атома зависит от числа протонов и нейтронов. [38]
Ядра атомов состоят из протонов п нейтронов. Протон - это частица, которая имеет массу, равную массе атома водорода, и положительный заряд, равный заряду электрона. Нейтрон по массе равен протону, но заряда не имеет. Таким образом, масса ядра атома определяется суммой протонов и нейтронов ядра или, как говорят, массовым числом, а заряд ядра - числом протонов. Как известно, химические свойства атомов характеризуются количеством электронов на его орбитах, а оно у нейтрального ( неионпзированного) атома всегда равно числу протонов ядра. Следовательно, у атомов одного и того же химического элемента в ядрах содержится одинаковое число протонов. Атомы, имеющие одинаковые заряды ядер, но различные массовые числа, называются изотопами данного химического элемента. [39]
Установлено, что величина изотопного эффекта связана с различиями в массах атомов изотопов данного элемента: чем больше это различие, тем сильнее выражен изотопный эффект. Так, относительные различия масс изотопов водорода велики: масса атома дейтерия составляет 200 %, а трития - 300 % or массы атома лротия, и изотопный эффект максимален имен-но у водорода. Различие в массах изотопов РЬ206 и РЬ208 составляет всего лишь около 1 % и изотопный эффект в этом случае выражен очень слабо. Вообще величина изотопного эффекта резко убывает с ростом массы ядра атома. У тяжелых элементов этот эффект становится незначительным. [40]
Установлено, что величина изотопного эффекта связана с различиями в массах атомов изотопов данного элемента между собой: чем больше это различие, тем сильнее выражен изотопный эффект. Так, относительные различия масс изотопов водорода велики: масса атома дейтерия составляет 200 %, а трития - 300 % от массы атома протия, и изотопный эффект максимален именно у водорода. Различие в массах атомов изотопов РЬ20в и РЬ208 составляет всего лишь около 1 %, и изотопный эффект в этом случае выражен очень слабо. Вообще величина изотопного эффекта резко убывает с ростом массы ядра атома. У тяжелых элементов этот эффект становится незначительным. [41]
Это явление было правильно объяснено тем, что обычный водород содержит в небольшом количестве более тяжелый изотоп. Давно было известно, что спектр иона гелия Не, который отличается от атома водорода только массой ( и зарядом) своего ядра, во всем похож на спектр атома водорода, с той лишь разницей, что линии несколько смещены. Это явление в обоих случаях обусловлено разницей в массах ядер атомов, которые определяют незначительные различия в движении электронов вокруг них. [42]
Результаты, экспериментальная основа которых обсуждена в гл. I и 11, могут быть вкратце обобщены следующим образом. Все вещества состоят из атомов, в большинстве случаев связанных в молекулы. Атом состоит из положительно заряженного ядра, содержащего большую часть массы атома и окруженного отрицательно заряженными электронами. Электрон имеет заряд 4 80 - 10 - 10 электростатических единиц и массу 9 12 - 10 - 28 г. Масса ядра атома водорода, легчайшего из всех ядер, приблизительно в 1835 раз больше массы электрона; у остальных ядер масса больше, причем наиболее тяжелые тяжелее водорода больше чем в двести раз. Заряд ядра равен сумме зарядов электронов, а весь атом в целом нейтрален. Атомный номер дает заряд ядра, выраженный в зарядах электронов, он также равен числу электронов в нейтральном атоме. Ядра атомов сами имеют сложное строение, но в этой книге оно не будет рассматриваться. [43]