Атомы всех химических элементов имеют общее строение. По современным представлениям атом состоит из положительно заряженного ядра, окруженного движущимися вокруг него электронами. В ядре сосредоточена практически вся масса атома (>99,95%), а заряд ядра численно равен суммарному заряду электронов на электронных оболочках. Поэтому при обычных условиях атом в целом является частицей нейтральной, так как положительный заряд ядра скомпенсирован отрицательным зарядом всех электронов. Линейный размер атома составляет примерно 10-10 м, размер атомного ядра -10-15 м. Ядро также имеет сложное строение, но содержит только 2 вида элементарных частиц - положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов. Для электрически нейтральных атомов число электронов на электронных оболочках равно количеству протонов в ядре.

Атом любого химического элемента характеризуется двумя параметрами - массовым числом и атомным номером в Периодической системе химических элементов. Массовое число А представляет собой сумму всех протонов и нейтронов в ядре. Атомный номер равен числу протонов в ядре и его общему заряду в элементарных зарядах, каждый из которых принят за единицу.

Общее название атомных ядер любых химических элементов - нуклиды. Нуклиды обозначаются в общем виде следующим образом: где Х- символ химического элемента.

Например: и т.д. Зная величины А и Z можно определить количество нейтронов N в ядре по формуле: Так, в ядре а в ядре

Внутри ядра протоны и нейтроны способны к взаимному превращению, однако количество протонов и нейтронов в ядре всегда величина постоянная для данного нуклида, которая является его важнейшей характеристикой. Общее название протонов и нейтронов – нуклоны, что означает «ядерные частицы». При этом протон-это нуклон с зарядом +1, а нейтрон – нуклон, не имеющий заряда.

Большинство химических элементов в природе встречается в виде смеси разновидностей атомов или иначе изотопов, ядра которых содержат одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Поэтому изотопы одного и того же химического элемента имеют одинаковый заряд ядра и различаются только своими массовыми числами.

Химические свойства изотопов, как правило, одинаковы, поскольку они имеют одинаковое строение электронных оболочек, но физические свойства изотопов могут заметно отличаться из-за различия их атомных масс.

Так, например, углерод встречается в виде смеси трех изотопов и ядра которых содержат 6 протонов и, соответственно, 6, 7 и 8 нейтронов.

Поэтому изотопы обозначаются одинаковым символом данного элемента и определяются общим названием с указанием его массового числа. Например, углерод-12, калий-40, уран-235 и т.д.

В природных условиях изотопы каждого химического элемента всегда существуют в виде смеси строго определенного состава. Например, углерод -12 имеет содержание 98,992% от общего углерода, углерод-13 - 1,108%, калий состоит из трех изотопов: калий-39 (93,08%), калий-40 (0,01%) и калий-41 (6,91%). Такое же соотношение изотопов любого химического элемента присутствует во всех живых организмах.

Наибольшим количеством изотопов обладает олово. В природе этот элемент () представлен 10 разновидностями с массовыми числами от 112 до 124. Следует также отметить что такие элементы как и некоторые другие имеют в природе 100% содержание. Общее количество природных изотопов составляет почти 300 наименований.
Last modified: Tuesday, 20 March 2018, 2:30 PM