1. S⁰ + 2e⁻ = S²⁻ 1s² 2s² 2p⁶ 3s²3p⁶ - будова електронної оболонки аніону Сульфура (сульфід-йону) Na⁰ - e⁻ = Na⁺ 1s² 2s²2p⁶ 3s⁰ - будова електронної оболонки катіону Натрію. 2. У атома Алюмінію радіус атома менший за атом Натрію, сила, з якою притягуються до ядра електрони, більша, тобто віддача електронів зовнішних у атома Алюмінія буде меншою, ніж у атома Натрію. Атому Натрія легше віддати 1 зовнішній s-електрон, ніж атому Алюмінію віддати три. Тому металеві властивості у атома Натрію більш виразкові за атом Алюмінію. 3. Флуор - самий активніший неметал, у нього радіус атома менший за радіус атома Оксигена, зовні атом Флуора має 7 електронів, до октету недостає 1 електрону, так що при хімічних реакціях він його з задоволенням візьме для побудови хімічного зв'язку. Флуор - самий електронегативний елемент, який завжди проявляє ступінь окисненності -1. 4. у атома Хлору 7 електронів зовні, один - неспарений, у Плюмбума - 4, 2 - неспарених, As - 5, 3 неспарених, Kr - 8, всі спарені
Радиоактивный распадВ природе существует большое число атомных ядер, которые могут спонтанно излучать элементарные частицы или ядерные фрагменты. Такое явление называется радиоактивным распадом. Этот эффект изучали на рубеже 19-20 веков Антуан Беккерель, Мария и Пьер Кюри, Фредерик Содди, Эрнест Резерфорд и другие ученые. В результате экспериментов, Ф.Содди и Э.Резерфорд вывели закон радиоактивного распада, который описывается дифференциальным уравнениемгде N − количество радиоактивного материала, λ − положительная константа, зависящая от радиоактивного вещества. Знак минус в правой части означает, что количество радиоактивного материала N(t) со временем уменьшается (рисунок 1).
Данное уравнение легко решить, и решение имеет вид:Чтобы определить постоянную C, необходимо указать начальное значение. Если в момент t = 0 количество вещества было N0, то закон радиоактивного распада записывается в виде:Рис.1Рис.2Далее мы введем две полезных величины, вытекающие из данного закона.
Периодом полураспада T радиоактивного материала называется время, необходимое для распада половины первоначального количества вещества. Следовательно, в момент T:Отсюда получаем формулу для периода полураспада:Среднее время жизни τ радиоактивного атома определяется выражениемВидно, что период полураспада T и среднее время жизни τ связаны между собой по формуле:Эти два параметра широко варьируются для различных радиоактивных материалов. Например, период полураспада полония-212 меньше 1 микросекунды, а период полураспада тория-232 превышает миллиард лет! Большой спектр изотопов с различными периодами полураспада был выброшен из атомных реакторов и охлаждающих бассейнов при авариях в Чернобыле и Фукусиме (рисунок 2).
Пример 1Найти массу радиоактивного материала через промежуток времени, равный трем периодам полураспада. Начальная масса составляла 80г. Решение.По истечении периода полураспада масса радиоактивного материала уменьшается в два раза. Поэтому, после 3 периодов полураспада масса материала будет составлять от первоначального количества. Следовательно, через заданный промежуток времени масса вещества будет равна .
Пример 2Начальная масса изотопа йода составляла 200г. Определить массу йода спустя 30 дней, если период полураспада данного изотопа 8 дней. Решение.Согласно закону радиоактивного распада, масса изотопного вещества зависит от времени следующим образом: Постоянная распада λ здесь равна Вычислим массу вещества через 30 дней: Пример 3Радиоактивный изотоп индий-111 часто используется в радиоизотопной медицинской диагностике и лучевой терапии. Его период полураспада составляет 2,8 дней. Какова была первоначальная масса изотопного вещества, если через две недели осталось 5г? Решение.Используя закон радиоактивного распада, можно записать: Решим уравнение относительно N0: Подставляя известные значения T = 2.8 дней, t = 14 дней и N(t = 14) = 5г, получаем: Пример 4Найти период полураспада радиоактивного вешщества, если активность каждый месяц уменьшается на 10%. Решение.Активность изотопа измеряется числом распада ядер за единицу времени, т.е. скоростью распада. Предположим, что dNd ядер распадаются за некоторый короткий период времени dt. Тогда активность изотопа A выражается формулой Согласно закону радиоактивного распада, где N(t) − количество еще нераспавшегося вещества. Поэтому, Дифференцируя последнее выражение по времени t, находим выражение для активности: Первоначальная активность изотопа составляла Следовательно, Как видно, активность снижается со временем по такому же закону, как и количество еще нераспавшегося материала. Подставляя выражение для периода полураспада в последнюю формулу, получаем: Из последнего выражения легко найти значение T: В нашем случае период полураспада изотопа составляет
