химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

массы наступает лишь при очень больших скоростях. Так, даже для 100 тыс. км/сек приращение составляет только 12%, а удвоение

массы достигается лишь пря 260 тыс км/сек. Напротнн, в условиях еще более высоких скоростей она возрастает очень быстро, асимптотически приближаясь к бесконечности для скорости, равной скорости света в вакууме (3-10'° см/сек). Отсюда следует, что последняя недостижима ин для какой частицы, обладающей отличной от нуля массой покоя (то).

Сам покой частицы следует, конечно, понимать лишь как отсутствие ее механического перемещения. «Всякий покой, всякое равновесие только относительны, они имеют

смысл только по отношению к той или другой определенной форме движения» (Энгельс).

36) При переходе от вакуума к другой прозрачной среде скорость света уменьшается пропорционально росту показателя преломления среды. Поэтому движение частиц со скоростью, равной и даже превышающей скорость света (в дайной среде), становится иногда возможным. Подобный случай впервые наблюдался в лаборатории С. И. Вавилова для движения очень быстрых электронов в некоторых жидкостях, причем результатом' являлось возникновение характерного свечения (П. А. Черенков, 1934 г.). Этот эффект находит практическое использование при изучении быстрых частиц (в космических лучах и др.).

37) Из изложенного в основном тексте вытекает, что закон сохранения веса при химических реакциях (I § 2) является не вполне точным. Так как почти каждая такая реакция сопровождается выделением или поглощением энергии, должна соответственно меняться я масса реагирующих веществ. Но энергетический эффект в 1 ккал соответствует изменению массы лишь на 5-10-11 г. По расчету на каждый грамм реагирующих веществ самой энергоемкой из всех обычных химических реакций ивляется термическая диссоциация молекулы водорода. Энергия этой реакции составляет иа 1 г около 50 ккал, что соответствует изменению массы лншь иа 2,5 • 10"' а. Так как эта величина лежит далеко за пределами обычной точности взвешивания, рассматриваемый закон сохраняет все свое значение для химической практики. Однако называть его законом сохранения массы было бы неправильно.

__J

Г

Рис XVI-31. Схема установка Резер-форда.

§ 4. Превращение элементов. Первые успешные опыты искусственного превращения элементов были произведены в 1919 г. Резерфордом, воспользовавшимся для осуществления этого процесса сс-излучением радиоактивных веществ. Уже ранее было известно, что при столкновении с молекулами водорода сс-частицы иногда выбивают из них протоны, которые имеют значительно ббльшие скорости и длины пробега, чем сами исходные а-частицы. Изучать это явление можно было с помощью установки, схематически показанной на рис. XVI-31.

Установка состоит из герметичного латунного ящика, внутри которого помещается нанесенный на пластинку (Л) радиоактивный препарат. Боковая стенка ящика содержит небольшое отверстие (Б), закрытое очень тонкой металлической пластинкой. Вблизи от нее помещается экран из сернистого цинка (В), сцинтилляции на котором наблюдаются при помощи микроскопа (М); Краиы (Г) служат для заполнения установки исследуемым газом и создания в нем пониженного давления (с целью увеличения длин пробега частиц).

Меняя расстояния от А до Б или вставляя в зазор между Б и В тонкие пластинки слюды, можно регулировать задерживание частиц на их пути до экрана и тем самым отделять более быстрые из них от более медленных. Подобным образом при работе с водородом было установлено, что даже в условиях полного задерживания а-частиц на экране иногда появляются слабые вспышки, обусловленные попаданием в него протонов. Длина их пробега (по расчету на движение В воздухе) достигала 28 см.

Очевидно, что выбивание протонов из молекул водорода еще не является превращением элементов. Однако заменив в приборе водород

на азот, Резерфорд тоже обнаружил появление сцинтилляций, обусловленных ударами об экран быстро движущихся протонов. Максимальная

длина их пробега доходила до 40 см, т. е. являлась иной, чем в случае водорода. Дальнейшее

изучение показало, кроме того, что выбрасыва-.

ние протонов происходит по всем направлениям

в приблизительно одинаковых количествах.

Все это определенно указывало на возникновение их из самих ядер азота под действием

налетающих на эти ядра а-частиц. С Подобным

представлением хорошо согласовывалась и сравнительная редкость возникновения протонных

сцинтилляций на экране. Подсчет их показал,

что один выбитый протон приходится приблизи- Рнс XVI-32. Столкноветельно на 50000 а-частиц. «ие а-частицы с ядром

Использование конденсационной камеры для азота

фотографической съемки следов столкновений ачастиц с ядрами позволило ближе разобраться в сущности происходящего процесса. Оказалось, что след летящей а-частицы расходится после столкновения на две ветви (рис. XVI-32). Это показывает, что разбивающая ядро а-частиЦа захватывается им, а не отскакивает, так как в противном случае должны были бы наблюдаться три ветви (соответствующие выбитому протону, остатку от ядра и самой а-частице). То же вытекает из отношения длин пробега протона и ядерного остатка, которое должно быть тем больше, чем этот остаток тяжелее. Точное измерение обеих заснятых на подобных фотографиях ветвей определенно указывало на то, что масса.ядерного остатка азота не 13, а 17. Весь процесс является поэтому ядерной реакцией замещения.

Так как при переходе от исходных атомов к конечным должны сохраняться не только суммы массовых чисел,, но и суммы атомных номеров (т. е. зарядов ядер), эта реакция может протекать лишь с образованием изотопа кислорода по схеме:

*He+,;N = !H+,780

Подсчет на основании длин пробегов показывает, что общая кинетическая энергия образующихся из ядра азота продуктов меньше, чем налетающей а-частицы.

В соответствии с уравнением взаимосвязи энергетический эффект ядерной реакции определяется разностью масс начальных и конечных продуктов. Для данного случая имеем: 14,00307 + 4,00260= 18,00567 и 16,99913-f- 1,00783 = 18,00696, т. е. конечные продукты тяжелее начальных. Это значит, что рассматриваемое превращение элементов протекает с поглощением энергии (1,2 мэв). Напротив, подобный же процесс по схеме

'He + ^Al^H + ^Si

идет с выделением энергии (2,4 мэв). Вместе с тем превращение А1 осуществляется еще реже, чем азота: протон выбивается в данном случае лишь одной а-частицей из каждых 125 тысяч.

Превращаемые количества элементов в обоих случаях ничтожны. Например, для получения кубического миллиметра водорода из алюминия потребовалось бы более 6 лет подвергать его воздействию а-лучей,

Рис. XVI-33. Общий вид небольшого циклотрона.

выделяемых килограммом радия. Очевидно, что подобные процессы не могут быть практически использованы.

Обусловлено это в значительной степени тем, что бомбардировка а-частицами радиоактивного происхождения почти не поддается регулированию. С одной стороны, нет возможности сколько-нибудь широко изменять число «снарядов» и мощность каждого из них, с другой — вне контроля остается направление их полета. Число удачных попаданий поэтому ничтожно мало по сравнению с числом произведенных выстрелов, и ядерное превращение осуществляется лишь одной а-частицей из нескольких десятков или сотен тысяч.

Несравненно более широкие перспективы открывает метод обстрела атомных ядер искусственно получаемым потоком заряженных частиц— протонов, дейтронов и гелионов. Частицы эти легко образуются при действии электрических разрядов на соответствующий разреженный газ (водород, дейтерии или гелий), причем из литра последнего может быть, вообще говоря, добыто больше «снарядов», чем испускается за неделю тонной чистого радия. Подвергая полученные частицы комбинированному воздействию электрического и магнитного полей, удается собрать их в узкий пучок, сообщить ему ту или иную скорость и пустить его по заданному направлению. Подобный пучок заряженных частиц является, следовательно, в высокой степени управляемым, что принципиально отличает рассматриваемый метод от обстрела ядер а-частицами радиоактивно

страница 229
< 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
рынок сантехники на нахимовском проспекте
комоды цены
якобс леманс часы официальный сайт
дешевые контактные линзы купить

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
(09.12.2016)