химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

и 6-частицы (иногда с одновременным у-излучением). Выбрасывание а-частнцы сопровождается отщеплением двух электронов внешней оболочки, а выбрасывание р-частицы — присоединением к внешней оболочке одного электрона. В первом случае продукт распада переходит по периодической системе на два места влево, во втором — на одно место вправо (закон смещения). С потерей сс-ча-стицы (а-превращение) связано при этом уменьшение атомного веса на 4 единицы, тогда как р-превращение не вызывает существенного изменения атомного веса.

Дальнейший распад UII идет с последовательным выбрасыванием из ядра пяти а-частиц, причем в качестве промежуточных продуктов образуются ионий, радий, радой, RaA и RaB. Последний, отщепляя р-частицу, переходит в RaC, для которого возможны два различных пути дальнейшего расйада. Большая его часть отщепляет сначала р- и затем а-частицу (переходит через RaC). меньшая — сначала а- и затем 6-частицу (переходит через RaC"). В обоих случаях образуется RaD,

§ /. Естественная радиоактивность

529

который, последовательно отщепляя две р-частицы, переходит затем в полоний (через RaE). Наконец, Ро с отщеплением а-частицы переходит в свинец, которым и заканчивается ряд урана. Аналогично протекает распад в рядах актиния и тория, причем оба они по своему общему характеру очень похожи на ряд урана.

Благодаря различию химических свойств членов одного и того же радиоактивного ряда они могут быть отделены друг от друга. Например, на опущенный в раствор смеси RaD и RaE пластинке металлической меди осаждается только RaE, тогда как RaD остается в растворе. Подобным же образом проходящая над препаратом радия струя воздуха уносит с собой газообразный радон, отделяя его тем самым от радия.

Изучение радиоактивности такого содержащего радон воздуха показало, что по мере убывания (в результате распада) общего количества радона дальнейший распад его все более замедляется, как это видно по ходу кривой рис. XVI-4. Впоследствии выяснилось, что по совершенно подобным же кривым (с иным лишь масштабом на оси абсцисс) протекает распад и других радиоактивных веществ. В основе всех рассматриваемых процессов лежит, следовательно, один и тот же закон. Сущность этого закона радиоактивного распада состоит в том, что число распадающихся за единицу времени атомов радиоактивного элемента пропорционально нх общему наличному количеству.15

Кривая рис. XVI-4 показывает, что полностью распад радона (и других радиоактивных веществ) может закончиться лишь через бесконечно долгое время. Поэтому для характеристики устойчивости радиоактивного элемента пользуются обычно периодом полураспада (Т), т. е. временем, в течение которого распадается половина первоначально взятого количества. Для самого радона период полураспада составляет около 4 дней (точнее— 3,825 дня). Как видно из данных приводившейся выше таблицы, у других радиоактивных элементов величина Т колеблется в весьма широком интервале — от миллиардов лет до долей секунды. Средняя продолжительность жизни атома радиоактивного элемента почти в полтора раза больше периода полураспада (т = 1,44 Т).16

Из закона радиоактивного распада вытекает важное следствие, касающееся количественных соотношений между отдельными членами радиоактивного ряда. Допустим, что имеется некоторое количество (например, 1 г) совершенно чистого радия. При его распаде образуется радон, претерпевающий в свою очередь дальнейший распад. Так как скорость р'аспада и радия, и радона зависит от их наличных количеств, в первые моменты, пока радона еще мало, его будет гораздо больше образовываться (из радия), чем распадаться. Однако по мере накопления радона распад его станет ускоряться и наконец наступит состояние равновесия, при котором будет распадаться столько же атомов радона, сколько их образуется за то же время. Но число образующихся атомов радона, равно числу распадающихся атомов радия. Отсюда следует, что при равновесии за единицу времени распадается одинаковое число атомов Ra и Rn.

Очевидно, что аналогичное рассуждение полностью применимо и к любой другой паре последовательных членов данного радиоактивного ряда (например. RaA и Rn, Ra и Io и т. д.). Поэтому между всеми ними должно в конце концов установиться радиоактивное равновесие, характеризующееся тем, что при его наличии число распадающихся за единицу времени атомов одинаково для всех членов ряда (кроме конечного).

Однако средняя продолжительность жизии радиоактивных элементов может быть весьма различной. Чем больше период полураспада того или иного из них, тем, очевидно, большее число его атомов должно иметься в наличии при данном числе распадающихся за единицу времени. Поэтому в равновесии друг с другом будут находиться разные количества отдельных членов ряда, тем большие, чем больше значения периодов полураспада. Обозначая находящееся в равновесии число атомов соответственно через Аи Л2 и т. д., имеем

Ах At Аъ

на всем протяжении данного радиоактивного ряда.17

Приведенное соотношение позволяет делать некоторые важные расчеты. Пусть, например, требуется определить период полураспада урана. Беря в качестве второго члена радий, имеем:

4^ = 4^, откуда Ги«-^--ГКа

1U 1 Ra ^Ra

Химические анализы урановых руд показывают, что урана в них по расчету на число атомов всегда (в соответствии с радиоактивным равновесием) содержится в 2,8 • 106 раз больше, чем радня. Отсюда Ги = = 2,8- 10е-Гва = 2,8- 10б-1622 = 4,5- 109л. Таким образом, это число, которое явно невозможно установить на основании непосредственного наблюдения распада во времени, легко определяется в результате химического анализа и простого расчета.,8,19

Как видно из изложенного выше, естественная радиоактивность типична для сравнительно немногих элементов, характеризующихся наибольшими положительными зарядами ядер. Возникает вопрос, не обладают ли тем же свойством хотя бы отдельные более легкие элементы. Опыт дает нам на этот вопрос положительный ответ: некоторые из них (в частности, калий) также радиоактивны, но лишь очень слабо.20

Причины, непосредственно обусловливающие радиоактивный распад, пока не выяснены. Напротив, характер такого распада и образующиеся при нем продукты изучены уже довольно хорошо. при этом оказывается, что из всех членов трех рассмотренных выше естественных радиоактивных рядов только 8 занимают определенные места в перио-: дической системе, тогда как для остальных пустых мест не имеется. Возникавшие в связи с этим трудности были устранены лишь после установления понятия об изотопах.

Дополнения

1) На использовании возбуждаемого радиоактивными веществами свечения осноу ваио изготовление светящихся составов постоянного действия. В и*; основе обычно лежит порошок кристаллического ZnS и очень небольшое количество, (0,01—0,1 ? на килограмм состава) соли какого-либо радиоактивного элемента. Почта; всегда добавляют также примеси других элементов (Bi, Си и т. п.), способствующие увеличению яркости свечения или изменению его окраски. Из таких составов готовят затем краски, служащие для покрытия предметов, которые должны быть видимы в темноте (части измерительных приборов, сигнальные приспособления и т. п.).

Следует отметить, что под действием радиоактивного излучения светящийся состав постепенно разрушается и интенсивность его свечения ослабевает. Полный срок службы такого состава обычно не превышает 10 лет.

2) Наиболее употребительным электрическим прибором, применяемым при изучении радиоактивных процессов, является ионизационный счетчик (Гейгер, 1908 г.). Его

схема показана на рис. XV1-5. Сам счетчик состоит из заполненного разреженным воздухом (или другим газом) металлического цилиндра, по оси которого натянута тонкая

металлическая инть. Между ней и стенками цилиидра создается высокое напряжение,

почти достаточное для того, чтобы произошел электрический разряд. При попадании

внутрь цилиндра (сквозь закрытые тонкими металлическими листочками отверстия в

стеиках) радноактианое излучение ионизирует воздух, вызывая появление разряда, который тотчас же отмечается соответствующими электр

страница 217
< 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 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


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

 

 

Реклама
керамический кирпич braer
Интернет- магазин КНС предлагает Домашние компьютеры - поставщик товаров и оборудования для бизнеса в Москве.
шкаф картотечный 990*675*400
заправка чиллера royal clima

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
(26.07.2017)