химический каталог




Применение изотопов в химии и химической промышленности

Автор Ю.Я.Фиалков

спаду. Таким образом, радиоактивность является не каким-то особенным свойством материи, присущим лишь сравнительно небольшой группе химических элементов, а есть общее свойство материального мира.

Непрерывное превращение элементов друг в друга является выразительным подтверждением известного тезиса марксистской диалектики о непрерывном развитии как одной из главных особенностей материи. Непрерывное изменение присуще материи уже на атомной градации материи — независимо от того, входит ли данный атом в состав неорганической или органической молекулы.

Развитие и превращение элементов во Вселенной. Материал, изложенный в предыдущем разделе, показывает, что всем элементам холодной материи Вселенной, независимо от их химической формы и местонахождения, объективно присущ радиоактивный распад. В связи с этим закономерно возникает вопрос о характере эволюции химических элементов в горячей материи Вселенной. Современные астрофизика и астрохимия позволяют дать более или менее определенный ответ иа этот вопрос.

hen

II'

FE

Спектральный анализ, химическое исследование метеоритов, изучение космических лучей и другие методы дают нам возможность определять соотношение различных изотопов во Вселенной. В доступной непосредственному изучению области мирового пространства все вещество состоит примерно на 76 % (по массе) из водорода и на 23% — из гелия. На долю всех остальных элементов приходится всего 1%. На рис. 14 приведена диаграмма относительной распространенности элементов во Вселенной. Теория происхождения и развития химических элементов, начальные положения которой излагаются ниже, удовлетворительно объясняет данную картину рас-— пространенности и является важной составной частью теории происхождения и разви-~~ тия Вселенной. Согласно

си

sr

I ihfi|tiln iljli bid

20

40 60

HQli I ltl.LU|

120 №

80

WO

160 180 200 моссобое число

Рис. 14. Относительная распространенность элементов во Вселенной.

последней, химические элементы образовались из первичной материи (нейтронов) в некоторый, судя по всему, весьма малый промежуток времени, с которого следует отсчитывать возраст современной Вселенной.

В основе теории развития элементов на звездах лежит представление о том, что химический состав звезды является функцией ее возраста. У молодых звезд, примером которых может служить Солнце, преобладающими элементами являются водород и гелий; последний образуется из водорода в результате термоядерного синтеза, обусловливающего энергетические процессы на звезде. Последовательность ядерных реакций, приводящих к синтезу гелия из водорода на звездах, была обоснована Г. Бете (1938 г.). Эта схема, называемая циклом Бете, состоит из следующих последовательных реакций: С12 + Н1 -*-N13; N13 -*С18; С13 -f- Н1 -> Nu;

N14 + H1 О16; О15 Р+ N15; N15 + Hl ->С12 + Не4. Таким образом, в реакции синтеза гелия из водорода изотоп углерода С12 служит своеобразным катализатором.

Согласно более поздним расчетам, образование гелия может протекать по иному циклу: 2Н1 -> Н2 + et\ Н2 + Н1

Не3; 2Не3 Не4 + 2Н1. По-видимому, углеродно-азотный цикл синтеза гелия осуществляется в центральной части Солнца, а протон-протонный — в периферийных областях, характеризующихся по сравнению с ядром более1 низкой температурой.

При условиях протекания реакции синтеза гелия возможно протекание некоторых побочных реакций, приводящих к образованию изотопов лития и бериллия, относительная распространенность которых во. Вселенной как раз соответствует вероятности протекания этих побочных реакций.

В тех звездах, где значительная масса водорода «выгорела», образуется гелиевое ядро и реакции синтеза гелия из водорода происходят лишь в тонким слое вблизи от поверхности ядра. Такие звезды называются гетерогенными в отличие от гомогенных звезд, масса которых в основном сосредоточена в ядре.

Результатом образования значительного количества гелия является колоссальное сжатие в гелиевом ядре и, как следствие этого, повышение температуры до 150 млн. градусов. При этой температуре осуществляется синтез углерода из трех ядер гелия: ЗНе4 С12. Дальнейшее повышение температуры и давления приводит к присоединению гелия к атомам углерода с образованием кислорода. После «выгорания» значительной части гелия происходит дальнейшее сжатие и повышение температуры свыше 600 млн. градусов. При этих условиях становится возможным образование элементов с порядковыми номерами, значительно превышающими порядковый номер углерода:

/Mg24

2С12—Na23 + Н1

\Ne20 + He4

Взаимодействие образовавшихся элементов с протонами и ex-частицами приводит к образованию целого ряда элементов (кремния, серы, аргона, кальция, титана).

Энергетические характеристики атомных ядер (см. гл. 1)

показывают, что ядерные реакции образования элементов на звездах будут экзотермичными вплоть до элементов группы железа, на которые приходится максимум удельной энергии связи нуклонов в ядре.

Дальнейшая судьба химических элементов определяется развитием звезды. После образова

страница 23
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Скачать книгу "Применение изотопов в химии и химической промышленности" (1.75Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
люстра marino sbc6239-7-led smd led 7*4w хром schaffner отзывы
подарки ко дню железнодорожника
новогодние елки без наценок
вешалка напольная на плоской подставке классика

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)