BUDOWA ATOMU. Pierwiastki chemiczne

Transkrypt

1 BUDOWA ATOMU Pierwiastki chemiczne p.n.e. Sb Sn Zn Pb Hg S Ag C Au Fe Cu (11)* do XVII w. As (125 r.) P (1669 r.) (2) XVIII w. N Cl Cr Co Y Mn Mo (14) Ni Pt Te O U H W XIX w. (m.in.) Na Ca Al Si F Cs Ba B Bi I Ra Po... (58) XX w. At Eu Fr Hf Lu Re Tc (?... ) transuranowce XXI w.? Berkeley (USA) Darmstadt (Niemcy) Dubna (Rosja) * w zale no ci od ródła literaturowego podane warto ci mog si ró ni (IUPAC) 14 rutherfordium Rf 111 roentgenium Rg 15 dubnium Db 112 copernicium Cn 16 seaborgium Sg 113 nihonium Nh 17 bohrium Bh 114 flerovium Fl 18 hassium Hs 115 moscovium Mc 19 meitnerium Mt 116 livermorium Lv 11 darmstadtium Ds 117 tennessine Ts 118 oganesson Og

2 PRAWO OKRESOWOĝCI (periodyczne powtarzanie siċ włağciwoğci chemicznych i czċğciowo fizycznych) Dmitrij Mendelejew ( ) Ö układ okresowy kryterium: masy atomowe, (rok 1869) grupy, okresy, pozostawił w tablicy puste miejsca przewidując dalsze odkrycia pierwiastków, ekabor Ø skand (1879 r.) ekaglin Ø gal (1875 r.) ekakrzem Ø german (1886 r.) Tablica ułoīona przez D. Mendelejewa (63 pierwiastki) (Tablica Mendelejewa jest wciąī uzupełniana) dr Henryk Myszka - Uniwersytet GdaĔski - Wydział Chemii BADANIA NAD BUDOWĄ ATOMU ELEKTRON odkryty przez J.J. Thomsona w 1897 r. Joseph John Thomson ( ) Nagroda Nobla w 196 r. DoĞwiadczenie Thomsona /odchylenie promieni katodowych / Model atomu Thomsona ład. elektryczny -1 me = 9, kg e = 1, C dr Henryk Myszka - Uniwersytet GdaĔski - Wydział Chemii

3 ZJAWISKO PROMIENIOTWÓRCZO CI Henri Antoine Becquerel ( ) odkrył w 1896 r. zjawisko promieniotwórczo ci rudy uranowej. Nagroda Nobla w 193 r. Maria Skłodowska-Curie ( ) Nagroda Nobla w 193 r. i 1911 r. Pierre Curie ( ) Nagroda Nobla w 193 r. izoluj z rudy uranowej w 1898 r. RAD i POLON Oba te pierwiastki wysyłaj promieniowanie, które w polu magnetycznym lub elektrycznym ulega rozszczepieniu na trzy ró ne promieniowania składowe oznaczone α, β i γ.

4 promieniowanie α składa si z cz stek materialnych oznaczonych symbolem α, a wi c j der helu; zasi g jego działania jest niewielki; w polu elektrycznym oraz magnetycznym ulega odchyleniu w kierunku bieguna ujemnego. promieniowanie β składa si z elektronów wyrzucanych z j dra z du ymi (cho niejednakowymi) pr dko ciami; jego zasi g jest wi kszy ni promieniowania α; cz stki te nios ładunek ujemny, zatem w polu elektrycznym oraz magnetycznym odchylaj si przeciwnie ani eli cz stki α, promieniowanie γ jest to promieniowanie elektromagnetyczne o bardzo małej długo ci fali; towarzyszy promieniowaniu α i β; nie ulega odchyleniu w polu elektrycznym ani magnetycznym. Promieniowanie Masa Ładunek elektryczny α 4 +2 β m e -1 γ J DRO ATOMOWE cz stka α Ernst Rutherford ( ) Nagroda Nobla w 198 r. Schemat do wiadczenia Rutherforda (1911 r.) J dro atomowe - dodatnio naładowana centralna cz atomu, w której skupiona jest główna cz masy atomu.

5 James Chadwick ( ); Nagroda Nobla w 1932 r. W 1932 r. stwierdził on, e istniej nowe cz stki o wielkiej zdolno ci do przenikania przez materi, a pozbawione ładunku elektrycznego. proton ład. elektryczny +1 m p = 1, kg α neutron ład. elektryczny m n = 1, kg Nukleony - wspólne okre lenie protonu i neutronu, a wi c cz stek b d cych składnikami j dra atomowego. ATOM, J DRO ATOMOWE, ICH ROZMIARY siły j drowe, energia wi zania j dra, A - liczba masowa Z - liczba atomowa za wzgl dnie trwałe uwa a si j dra, w których: np. dla r at. =, m r j = 3, m L. Lederman, D. Teresi Boska cz stka Za pomoc dwunastu cz stek materii mo emy zbudowa wszystko, cokolwiek istniało lub istnieje we Wszech wiecie. Dwie rodziny: 6 kwarków i 6 leptonów. Leon M. Lederman ur. w 1922 r. Nagroda Nobla w 1988 r. Proton składa si z trzech kwarków: uud a neutron tak e z trzech: udd aden kwark w cz stce wielokwarkowej nie znajduje si w stanie bezruchu wobec pozostałych. Kr one wokół wspólnego rodka mas.

6 WA NIEJSZE CZ STKI ELEMENTARNE Nazwa Symbol Ładunek t 1/2 (s) Leptony Foton Elektron Mion Neutrino elektronowe γ e µ ν e ,2 1 6 H a d r o n y Mezony Bariony Piony Kaony Proton Neutron Hiperony sigma π π (π + ) -1 (+1) K + +1 K p n Σ + Σ Σ , , , , , , ,5 1 1 IZOTOPY H.N. McCoy & W.H. Ross (197 r.) A - liczba masowa Z - liczba atomowa 1 H 99,98% (prot) 16 O 99,76% 2 H,15% (deuter) 17 O,4% 3 H elem. (tryt) 18 O,2% izotopy trwałe, np. 12 C, 13 C, 14 N, 16 O, Al, 19 F, 31 P, 59 Co izotopy trwałe, po 1% 23 Na, 197 Au, 127 I,... w przyrodzie (21 pierwiastków) naturalne izotopy promieniotwórcze, np. 3 H t 1/2 = 12,46 lat 14 C t 1/2 = 5725 lat 235 U t 1/2 = 8, lat Izotopy - atomy tego samego pierwiastka ró ni ce si liczb neutronów w j drze atomowym. Izobary - atomy ró nych pierwiastków o tej samej liczbie masowej. Nuklid - j dro atomowe o okre lonej warto ci liczby atomowej i liczby masowej. Nuklidy - atomy poszczególnych izotopów. Pierwiastek chemiczny - zbiór atomów posiadaj cych jednakow liczb protonów w j drze.

7 ROZPAD PROMIENIOTWÓRCZY rozpad (przemiana) α - polega na emisji cząstki α rozpad β- - w tym procesie emitowany jest elektron rozpad β+ - emitowany jest pozyton promieniowanie γ - jądro przechodzi ze stanu wzbudzonego w stan o niīszej energii i nie zmienia siċ przy tym liczba masowa, ani liczba porządkowa dr Henryk Myszka - Uniwersytet GdaĔski - Wydział Chemii Mapa Ğwiata pierwiastków dr Henryk Myszka - Uniwersytet GdaĔski - Wydział Chemii

8 W 1999 r. w laboratorium w Berkeley otrzymano prawdopodobnie trzy atomy pierwiastka 118, w wyniku fuzji izotopów ołowiu i kryptonu. Jednak nigdy nie udało si powtórzy tego eksperymentu. Od strony teoretycznej ten eksperyment zaplanował Robert Smola czuk z Instytutu Problemów J drowych im. Andrzeja Sołtana w wierku. +