Открытие - изотоп
Cтраница 2
Вскоре после открытия изотопов было установлено и существование изобаров. Заметим, что изобар и изобара - понятия, столь же далекие, как графин и графиня. Изобарами называют атомы с одинаковыми массовыми числами, принадлежащие разным элементам. [16]
Вскоре после открытия изотопов было установлено и существование изобаров. Заметим, что изобар и изобара - понятия, столь же далекие, как графин и графппя. Изобарами называют атомы с одинаковыми массовыми числами, принадлежащие разным элементам. [17]
С момента открытия изотопов они широко применяются и химии дли изучения механизма сложных химических процессов. Особенно большое число работ выполнено со стабильным изотопом водорода - дейтерием. В этих исследованиях было установлено, что, применяя специально синтезированные вещества, содержащие дейтерий, можно получить однозначные выводы о механизме только в тех случаях, когда в ходе превращения не происходят процессы взаимного обмена атомов 11 и D в различных молекулах системы или когда процессы обмена протекают не со слишком большими скоростями. [18]
Детально хронология открытия конкретных изотопов стабильных и естественно-радиоактивных элементов изложена в приведенной ниже табл. 2.1, взятой из диссертации Ю.И. Лисневского [21], защищенной в 1978 году в Институте истории естествознания и техники АН СССР им. [19]
Отметим, что открытие изотопов большинства элементов стало возможным только тогда, когда были разработаны методы, позволяющие обнаруживать явления, связанные с отдельными атомами и молекулами. То же самое относится и к скоростям молекул: сначала были измерены средние скорости и лишь затем - скорости отдельных молекул. В действительности произошло так, что Максвелл и Больцман независимо друг от друга предсказали, что скорости молекул любого газа должны сильно отличаться от средних значений. [21]
Это возражение было снято после открытия изотопов. Астон показал, что химические элементы в большинстве случаев являются смесями различных атомов с несколько различными атомными весами, но с одинаковыми зарядами ядра и числами внешних электронов. [22]
Интересно применение колебательно-ротационных спектров для открытия изотопов. [23]
Масспектрограф служит не только для открытия изотопов, но и для точнейших измерений их атомных весов и для определения их пропорции в исследуемых образцах. [24]
О гипотезе Праута вспомнили после открытия изотопов; оказалось, что хлор состоит из двух природных изотопов С135 и С137, а бор из двух изотопов В10 и В11, причем в каждом случае атомные веса выражались целыми числами, а изотопы присутствовали в таких соотношениях, которые давали указанные выше химические атомные веса. Теперь совершенно очевидно, что идея Праута содержала долю истины. [25]
Это вплотную подвело ученых к открытию изотопов. [26]
Обширные исследования, связанные с открытием изотопов стабильных элементов, первыми измерениями их дефектов масс и распространенности естественных изотопов, были практически завершены к середине 1930 - х годов, когда была выпущена первая Международная таблица изотопов [19], опубликованная в 1936 году. Развитие физических методов измерения масс изотопов позволило, с одной стороны, поставить совершенно новую физическую проблему о распространенности и происхождении различных изотопов элементов в природе ( впервые ее начал изучать, по-видимому, Хар-кинс [20]; подробности о его роли как теоретика в истории исследования изотопов см. [21, 22]), а с другой - провести независимую проверку атомных весов элементов, определенных химическими методами. С этого же времени, наряду с масс-спектроскопией, начинают развиваться и другие методы разделения изотопов. [27]
Основным физическим методом, использованным при открытии изотопов стабильных элементов, стал метод катодных лучей, впервые примененный для анализа масс элементов Дж. Исследуя газовую составляющую воздуха, Томпсон в 1913 году впервые наблюдал раздвоение на фотопластинке параболы, описывающей массы атомов инертного газа неона, что было невозможно объяснить присутствием в катодных лучах какой-либо с ним связанной молекулярной составляющей. Астон впервые убедительно экспериментально доказал принципиальное существование изотопов стабильных элементов, которое уже широко дискутировалось в то время в теоретических работах В. Получив прямое подтверждение существования изотопов неона, Астон вскоре на том же приборе, развивая успех, показал сложный изотопный состав хлора, ртути, аргона, криптона, ксенона, ряда галогенов - иода, брома, нескольких элементов, легко образующих летучие соединения - В, Si, P, S, As, и ряда щелочных металлов - элементов первой группы таблицы Менделеева. Он также зафиксировал шкалу масс ядер, положив в ее основу кислород ( О-16) и углерод ( С-12), в то время считавшихся моноизотопными, и провел сопоставление их масс. К концу 1922 года им были найдены наиболее распространенные изотопы около трех десятков элементов ( см. табл. 2.1), за что 12 декабря 1922 года он получает Нобелевскую премию. [28]
Если бы но каким-либо невероятным причинам развитие теоретической органической химии задержалось до открытии изотопов и появления методов их выделения и измерения их величии, то всю теорию строения и механизма реакций органических молекул можно было бы построить гораздо проще, логичнее и изящнее, чем это было сделано когда-то. Вряд ли кто-нибудь станет теперь заниматься такой систематизацией: старые доказательства собраны, и они нас удовлетворяют. На практике химик использует падежные реакции для создания выборочно меченых молекул и определения положения меченых атомов в продуктах реакции. [29]
До того, как были получены эти точные величины, думали, что открытие изотопов восстанавливает в правах гипотезу Праута о целочисленное атомных масс. Из одиннадцати самых легких атомов, за исключением кислорода, принятого за эталон, семь имеют атомный вес, близкий ( в пределах до 0 02) к ближайшему целому числу. Найдено, что эти четыре элемента представляют собой смесь изотопов. Отклонения от целочисленных масс вызываются эффектом упаковки, о чем будет сказано ниже. [30]
Страницы: 1 2 3 4