Изотопы
Наименьшая частица вещества, сохраняющая химические свойства определенного элемента, называется атомом. Атом состоит из ядра и окружающих его электронов. В свою очередь ядро состоит из элементарных частиц - протонов и нейтронов. Если нейтрон электрически нейтрален, то протон имеет положительный заряд, равный по абсолютной величине заряду атомного электрона. Атом вещества электрически нейтрален, так как количество протонов в ядре равно числу электронов на орбитах.
Химическая индивидуальность элемента определяется его номером в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, который равен заряду ядра (Z), т.е. числу содержащихся в этом ядре протонов.
Следовательно, если радиоактивный распад сопровождается испусканием заряженных частиц, то это приводит к изменению заряда ядра и к образованию новых элементов.
Второй характеристикой ядра является его атомная масса, определяемая числом протонов и нейтронов в нем. Ядра с одинаковым зарядом, принадлежащие атомам одного элемента, могут иметь разные числа нейтронов. Для различения таких атомов вводят понятия атомного номера Z (число протонов в ядре атома) и массового числа (атомной массы) А как суммы числа протонов и нейтронов в атоме.
Атом химического элемента можно в общем виде записать следующим образом:
.
В качестве примера приведем плутоний-239:
запись
означает следующее: ядро атома плутония содержит 94 протона и 145 нейтронов (239–94=145).
У ионизированных атомов количество и знак не скомпенсированных зарядов обычно указывается справа вверху. Например, Na+ обозначает ионизированный положительно атом натрия, а Na++, или Na2+ – дважды ионизированный атом.
Атомы, содержащие одинаковое количество протонов, но различающиеся содержанием нейтронов называются изотопами (от греч. iso – одинаковый, tope – место).
Изотопы имеют одинаковые химические свойства и занимают одно и то же место в периодической таблице Менделеева. В зависимости от атомной массы М, указываемой слева от символа элемента, изотопы могут быть стабильными или радиоактивными (радиоизотопы).
Изотопы – разновидности атомов химического элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но разные массовые числа.
Например, в случае кобальта (Z = 27) изотоп Co‑59 является стабильным, Co-60 – радиоактивным. В результате радиоактивного распада Co-60 появляется стабильный изотоп Ni-60 (Z = 28).
Известно, что все химические элементы с порядковым номером более 83, как правило, являются радиоактивными. Однако радиоактивные изотопы имеются и у некоторых более легких ядер.