химический каталог




ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ, различия в свойствах изотопов данного элемента или в свойствах соединение, содержащих различные изотопы одного элемента (так называемой изотопнозамещенных соединений). Чаше всего обусловлены различиями масс ядер изотопов (И. э. I рода), но может быть вызваны также различиями и др. ядерных свойств (И. э. II рода). ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. I рода выражены тем сильнее, чем больше относит. разность масс соответствующих изотопов. Поэтому такие ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. наиболее выражены у легких элементов (Н, Не, Li, Be, В, С). Если относит. различия атомных масс изотопов или мол. масс M1 и М2 двух изотопнозамещенных соединений малы [(М1 — М2)/М1 < 0,01 — 0,03], ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. I рода пренебрежимо малы. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. проявляются в том, что вещества, отличающиеся изотопным составом, имеют разные физических свойства. Так, 4Не при сверхнизких температурах переходит в сверхтекучее состояние, а 3Не таким свойством не обладает. Вода состава Н2О имеет температура плавления 0°С, плотность при 20 °С 0,998 кг/дм3, а для воды состава D2O эти характеристики равны соответственно 3,82 °С и 1,104 кг/дм3. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. подразделяют на термодинамическое и кинетические. К термодинамическое ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. приводит некоторое различие значений химический потенциала веществ с изотопнозамещенными молекулами. Согласно статистич. термодинамике, это обусловлено различиями значений статистич. сумм изотопов и изотопнозамещенных молекул. Для разных изотопов одного элемента наблюдаются различия поступат. статистич. сумм; для двух-и многоатомных молекул разного изотопного состава еще и различия колебательной и вибрационной статистич. сумм. В результате термодинамическое свойства веществ разного изотопного состава несколько разнятся между собой. Следствием этого является различие в равновесном распределении изотопов одного элемента между разными фазами, химический формами и т. п. Константы равновесия К реакций изотопного обмена с участием атомов легких элементов заметно отличаются от 1. Так, при 25 °С для реакции Н2 + DCl D НСl + HD К = 1,45. С ростом атомный номер элемента термодинамическое ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. быстро уменьшается. Например, при 25° К = 1,003 для реакции Н37Сl + 1/235Сl2 D Н35Сl + 1/237Сl2 и 1,0004 для аналогичной реакции с участием 79Вr и 81Вr. Кинетич. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. проявляются в различиях скоростей реакций с участием разных изотопов данного элемента, изотопнозамещенных молекул или ионов. Различают межмол. и внутримол. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. Так, наблюдаемые константы скорости k1 и k2 декарбоксилирования малоновой кислоты разного изотопного состава

различаются из-за межмол. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э., а значения k»1 и k»2 для реакций

различаются из-за внутримол. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. В отличие от межмолекулярного, внутримол. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. не зависит от температуры (подробнее см. Кинетический изотопный эффект). Разл. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. I рода лежат в основе большинства известных способов изотопов разделения. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. II рода обусловлены различиями таких свойств ядер, как спин, энергия g -квантов, испускаемых после захвата нейтрона, наличие изомерных состояний (см. Изомерия атомных ядер) и некоторых др. Эти ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. проявляются, например, в неодинаковом распределении изотопов или ядерных изомеров между различные химический формами, содержащими ядра, которые образуются в результате захвата нейтронов. Так, после нейтронного облучения бромбензола содержание 80Вr в "материнской" форме на 10-15% ниже, чем 80mВr. ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. могут приводить к различиям в частотах колебательных и вращательных спектров изотопнозамещенных соединений; эти различия наиболее существенны для молекул, содержащих изотопы водорода. Различия в энергиях основного квантового состояния атомных электронов, связанные с ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э., приводят, в частности, к разнице энергий диссоциации изотопнозамещенных молекул (например, Н2, HD и D2). Следует отметить, что различия в периодах полураспада T1/2 радиоактивных изотопов данного элемента, а также в свойствах излучения, испускаемого ядрами при радиоактивном распаде, к ИЗОТОПНЫЕ ЭФФЕКТЫ э. относить не принято. Лит. см. при ст. Радиохимия. С. С. Бердоносов.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
купить новогоднюю композицию в дом
Фирма Ренессанс: лестницы на второй этаж модульные лестницы- быстро, качественно, недорого!
стул изо
услуги временного хранения в москве

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
(11.12.2016)