BUDOWA ATOMU Pierwiastki chemiczne p.n.e. Sb Sn n Pb Hg S Ag C Au Fe Cu ()* do XVII w. As (5 r.) P (669 r.) () XVIII w. N Cl Cr Co Y Mn Mo () Ni Pt Te O U H W XIX w. (m.in.) Na Ca Al Si F Cs Ba B Bi I (58) Ra Po Ac... XX w. At Eu Fr Hf Lu Re Tc (?... ) transuranowce XXI w.??? Berkeley (USA) Darmstadt (Niemcy) Dubna (Rosja) * w zależności od źródła literaturowego podane wartości mogą się różnić (IUPAC) rutherfordium Rf 9 meitnerium Mt 5 dubnium Db darmstadtium Ds 6 seaborgium Sg roentgenium Rg 7 bohrium Bh copernicium Cn 8 hassium Hs
PRAWO OKRESOWOŚCI (periodyczne powtarzanie się właściwości chemicznych i częściowo fizycznych) Dmitrij Mendelejew (83-97) układ okresowy kryterium: masy atomowe, (rok 869) grupy, okresy, pozostawił w tablicy puste miejsca przewidując dalsze odkrycia pierwiastków, ekabor skand (879 r.) ekaglin gal (875 r.) Tablica ułożona przez D. Mendelejewa (63 pierwiastki) (Tablica Mendelejewa jest wciąż uzupełniana) ekakrzem german (886 r.) BADANIA NAD BUDOWĄ ATOMU katoda ELEKTRON odkryty przez J.J. Thomsona w 897 r. anoda pole elektryczne lub magnetyczne ekran fluoryzujący Joseph John Thomson (856-9) Nagroda Nobla w 96 r. Model atomu Thomsona Doświadczenie Thomsona /odchylenie promieni katodowych / ład. elektryczny - m e = 9, -3 kg e =,6-9 C
JAWISKO PROMIENIOTWÓRCOŚCI Henri Antoine Becquerel (85-98) odkrył w 896 r. zjawisko promieniotwórczości rudy uranowej. Nagroda Nobla w 93 r. Maria Skłodowska-Curie (867-93) Nagroda Nobla w 93 r. i 9 r. Pierre Curie (859-96) Nagroda Nobla w 93 r. izolują z rudy uranowej w 898 r. RAD i POLON Oba te pierwiastki wysyłają promieniowanie, które w polu magnetycznym lub elektrycznym ulega rozszczepieniu na trzy różne promieniowania składowe oznaczone, β i γ. promieniowanie składa się z cząstek materialnych oznaczonych symbolem, a więc jąder helu; zasięg jego działania jest niewielki; w polu elektrycznym oraz magnetycznym ulega odchyleniu w kierunku bieguna ujemnego. promieniowanie β składa się z elektronów wyrzucanych z jądra z dużymi (choć niejednakowymi) prędkościami; jego zasięg jest większy niż promieniowania ; cząstki te niosąładunek ujemny, zatem w polu elektrycznym oraz magnetycznym odchylają się przeciwnie aniżeli cząstki, promieniowanie γ jest to promieniowanie elektromagnetyczne o bardzo małej długości fali; towarzyszy promieniowaniu i β; nie ulega odchyleniu w polu elektrycznym ani magnetycznym. Promieniowanie β γ Masa m e Ładunek elektryczny -
JĄDRO ATOMOWE 8 Po 6 8 Pb He cząstka folia metalowa Ernst Rutherford (87-937) Nagroda Nobla w 98 r. źródło cząstek ekran Schemat doświadczenia Rutherforda (9 r.) Jądro atomowe - dodatnio naładowana centralna część atomu, w której skupiona jest główna część masy atomu. James Chadwick (89-97); Nagroda Nobla w 93 r. W 93 r. stwierdził on, że istnieją nowe cząstki o wielkiej zdolności do przenikania przez materię, a pozbawione ładunku elektrycznego. 9 proton ład. elektryczny m p =,67-7 kg Be He 6 C n neutron ład. elektryczny m n =,67-7 kg Nukleony - wspólne określenie protonu i neutronu, a więc cząstek będących składnikami jądra atomowego. ATOM, JĄDRO ATOMOWE, ICH ROMIARY siły jądrowe, energia wiązania jądra, A E A - liczba masowa - liczba atomowa A za względnie trwałe uważa się jądra, w których: ;,6) np. dla C r at. =,77 - m r 6 r j = 3,3-5 m at. r j
IOTOPY H.N. McCoy & W.H. Ross (97 r.) A A - liczba masowa E - liczba atomowa H 99,98% (prot) 6 O 99,76% H,5% (deuter) 7 O,% 3 H elem. (tryt) 8 O,% izotopy trwałe, np. C, 3 C, N, 6 O,... 7 Al, 9 F, 3 P, 59 Co izotopy trwałe, po % 3 Na, 97 Au, 7 I,... w przyrodzie ( pierwiastków) naturalne izotopy promieniotwórcze, np. 3 H t / =,6 lat C t / = 575 lat 35 U t / = 8,6 8 lat Izotopy - atomy tego samego pierwiastka różniące się liczbą neutronów w jądrze atomowym. Izobary - atomy różnych pierwiastków o tej samej liczbie masowej. Nuklid - jądro atomowe o określonej wartości liczby atomowej i liczby masowej. Nuklidy - atomy poszczególnych izotopów. Pierwiastek chemiczny - zbiór atomów posiadających jednakową liczbę protonów w jądrze. γ β - ROPAD PROMIENIOTWÓRCY rozpad (przemiana) - polega na wyrzuceniu z jądra cząstki A E A- - E 6 88 Ra 86 Rn A E A E e rozpad (przemiana) β - - w tym procesie wyrzucany jest elektron, który powstał wskutek przemiany neutronu w proton 8 Pb Bi 83 e n promieniowanie γ -jądro przechodzi ze stanu wzbudzonego w stan o niższej energii i nie zmienia się przy tym liczba masowa, ani liczba porządkowa p e ν
Mapa świata pierwiastków W 999 r. w laboratorium w Berkeley otrzymano prawdopodobnie trzy atomy pierwiastka 8, w wyniku fuzji izotopów ołowiu i kryptonu. Jednak nigdy nie udało się powtórzyć tego eksperymentu. Od strony teoretycznej ten eksperyment zaplanował Robert Smolańczuk z Instytutu Problemów Jądrowych im. Andrzeja Sołtana w Świerku. 86 93 Pb 36Kr 8Uuo n 8 8