СКЛАД АТОМНИХ ЯДЕР. ІЗОТОПИ СТАБІЛЬНІ ТА РАДІОАКТИВНІ

На основі знань про фізичний зміст порядкового номера хімічного елемента ми обґрунтувати їхнє розташування в періодичній системі.

Уточнімо уявлення щодо складу атомних ядер, розгляньмо класифікацію ізотопів, навчімось визначати кількість нейтронів у ядрі певного нукліда.

Протон-нейтронна модель ядра була встановлена Дмитром Дмитровичем Іваненком, уродженцем м. Полтави, у 1932 році. Сьогодні ця ідея здається дуже простою, однак у 1932 році, коли тільки-но було відкрито нейтрон, цю проблему не зміг розв’язати жоден інший фізик.

Резерфорд, наприклад, висунув помилкову гіпотезу, що атомні ядра складаються із протонів і електронів. Він, як і чимало інших учених того часу, вважав, що може існувати електронейтральне атомне ядро, яке складається з одного протона й одного електрона.

Нейтрон, відкритий Дж. Чедвіком у 1932 році, багато вчених уважали саме таким нейтральним ядром. Однак з’явилися експериментальні дані, які змусили сумніватись у гіпотезі Резерфорда. У 1932 році, після відкриття нейтрона, Дмитро Дмитрович Іваненко висунув гіпотезу: до складу ядер входять важкі частинки – протони і нейтрони. Разом з тим, гіпотеза Іваненка полягала не просто в тому, що ядра складаються з протонів і нейтронів, а, насамперед, в уявленні про нейтрон як елементарну частинку: „Нейтрон так само елементарний, як протон”, – зазначав Іваненко.

Протони, нейтрони, електрони – субатомні частинки:

Субатомні частинки

Частинка

Маса, г

Відносна маса

Електричний заряд

(в одиницях елементарного заряду)

Символ

Назва

p

Протон

1,673 · 10-24

1,0073

+1

n

Нейтрон

1,675 · 10-24

1,0087

0

e

Електрон

9,109 · 10-28

5,485 · 10-4

-1

Використовуючи дані таблиці доведіть, що в ядрі зосереджена практично вся маса атома.

Отже, ядро атома містить частинки двох типів: протони і нейтрони. В ядрі зосереджена практично вся маса атома.

Загальну кількість протонів і нейтронів у атомі називають нуклонним числом. Це число є відносною масою ядра атома.

Кількість протонів у атомі хімічного елемента називають протонним числом.

Кількість протонів у ядрі атома дорівнює порядковому номеру елемента.

Визначте кількість протонів в атомі Натрію.

Загальну кількість протонів і нейтронів у атомі називають нуклонним числом.

Кількість нейтронів у ядрі дорівнює різниці між нуклонним і протонним числами. Тобто,

N(p+) = Z

N(n0) = A - N (p+)

N(n0) = A – Z,

де Z – порядковий номер елемента у періодичній системі, А – нуклонне число, N(p+) – протонне число, N(n0) – кількість нейтронів.

Визначте кількість нейтронів у атомі Алюмінію

Визначте сумарну кількість нейтронів і електронів у атомі Скандію.

Визначте сумарну кількість нейтронів, протонів і електронів у атомі Флуору.

Ізотопами називають різновиди атомів одного хімічного елемента з різною кількістю нейтронів.

Різновид атомів із певною кількістю нейтронів називають нуклідом.

Ізотопи – це нукліди одного хімічного елемента.

Ізотопи поділяють на природні й штучні, стабільні й радіоактивні.

Природні ізотопи існують у природі.

Штучні ізотопи у природі не трапляються – їх добувають під час ядерних реакцій.

Радіоактивні ізотопи (радіонукліди) спонтанно перетворюються на інші нукліди з виділенням енергії. Протилежністю радіонуклідів є стабільні ізотопи.

Проаналізуйте записи

і поясніть, у чому полягає відмінність між ядерними та хімічними реакціями.

Висновки

До складу атомних ядер входять протони й нейтрони.

Протони, нейтрони, електрони – субатомні частинки.

Загальну кількість протонів і нейтронів у атомі називають нуклонним числом. Це число є відносною масою ядра атома.

Кількість нейтронів у ядрі дорівнює різниці між нуклонним і протонним числами.

Ізотопами називають різновиди атомів одного хімічного елемента з різною кількістю нейтронів.

Нуклід – різновид атомів із певною кількістю нейтронів.

Ізотопи – нукліди одного хімічного елемента.

Ізотопи поділяють на природні й штучні, стабільні й радіоактивні.

Відмінність між хімічними та ядерними реакціями полягає в тому, що у хімічних реакціях утворюються нові речовини з відмінними від реагентів властивостями, але ніколи не утворюються атоми нових хімічних елементів.

МЕТА УРОКУ

Поглибити знання учнів про склад атомних ядер. Формувати вміння визначати число протонів і нейтронів у ядрі конкретного нукліда. Дати поняття про ізотопи і на його основі поглибити знання про хімічний елемент як вид атомів з однаковим протонним числом (зарядом ядра). Дати уявлення про стабільні та радіоактивні ізотопи.

НАЙВАЖЛИВІШІ ПОНЯТТЯ, ЯКІ ВВОДЯТЬ УПЕРШЕ

Заряд ядра атома, протон, нейтрон, нуклонне (масове) число, нуклід, ядерні сили, ізотопи, стабільні та радіоактивні ізотопи (радіонукліди)

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ПРОВЕДЕННЯ УРОКУ

Поглибленню знань учнів про склад атомних ядер сприяє короткий історичний екскурс, під час якого важливо не обминути увагою науковий внесок видатного фізика Д.Д. Іваненка, українця за походженням.

Важливо розтлумачити учням терміни “нуклід”, “ізотопи”, пояснити їм класифікацію ізотопів. Досягненню цієї мети сприяє робота з аналізу змісту таблиць і схем, виконання завдань до них, в тому числі і в тестовій формі.