Хімічні елементи і їх ізотопи
Відповідно до сучасних хімічних уявленням, елемент - це вид атомів з одним і тим же зарядом ядра, який відображений у порядковому номері елемента в таблиці Д.І. Менделєєва. Ізотопи можуть відрізнятися кількістю нейтронів і, відповідно, атомною масою, але оскільки число позитивно заряджених частинок - протонів - однаково, важливо розуміти, що мова йде про одне й те ж елементі.
Протон має масу 1,0073 а.е.м. (Атомні одиниці маси) і заряд +1. За одиницю електричного заряду прийнятий заряд електрона. Маса електронейтральних нейтрона - 1,0087 а.е.м. Щоб позначити ізотоп, необхідно вказати його атомну масу, яка складається з усіх протонів і нейтронів, і заряд ядра (число протонів або, що те ж саме, порядковий номер). Атомну масу, звану також нуклонах числом або нуклоном, записують зазвичай зліва зверху від символу елемента, а порядковий номер - зліва знизу.
Аналогічна форма запису використовується і для елементарних частинок. Так, -променів, які представляють собою електрони і мають зневажливо малу масу, приписують заряд -1 (знизу) і масове число 0 (зверху). -частинки - це позитивні двозарядні іони гелію, тому їх позначають символом «He» з зарядом ядра 2 і масовим числом 4. Відносні маси протона p і нейтрона n прийняті за 1, а їх заряди, відповідно, рівні 1 і 0.
Ізотопи елементів зазвичай не мають окремих назв. Виняток становить лише водень: його ізотоп з масовим числом 1 - це протий, 2 - дейтерій, 3 - тритій. Введення спеціальних найменувань викликано тим, що ізотопи водню максимально відрізняються один від одного по масі.
Ізотопи: стабільні і радіоактивні
Ізотопи бувають стабільними і радіоактивними. Перші не піддаються розпаду, тому зберігаються в природі в первозданному вигляді. Приклади стабільних ізотопів - кисень з атомною масою 16, вуглець з атомною масою 12, фтор з атомною масою 19. Більшість природних елементів - це суміш декількох стабільних ізотопів.
Види радіоактивного розпаду
Радіоактивні ізотопи, природні та штучні, мимовільно розпадаються з випусканням - або -частинок до утворення стабільного ізотопу.
Кажуть про трьох видах мимовільних ядерних перетворень: -розпаді, -розпаді і -розпад. При -розпаді ядро випускає -частинку, що складається з двох протонів і двох нейтронів, в результаті чого масове число ізотопу зменшується на 4, а заряд ядра - на 2. Так, наприклад, радій розпадається на радон і іон гелію:
Ra (226, 88) Rn (222, 86) + He (4, 2).
У разі -розпаду нейтрон в нестійкому ядрі перетворюється в протон, і ядро випускає -частинку і антинейтрино. Масове число ізотопу при цьому не змінюється, але заряд ядра зростає на 1.
При -розпад порушену ядро випускає -випромінювання з малою довжиною хвилі. Енергія ядра при цьому зменшується, але заряд ядра і масове число залишаються незмінними.
