Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
* Сочетаний ядер, образующихся из ядра урана, может быть много (Бг, Мо, Ва, Кг, РЬ, 1ЧЬ, БЬ и др.).
66
Так, например, изучение процессов диффузии в твердых телах было затруднено необходимостью послойных анализов, что, по существу, приводило к разрушению системы. Введение радиоактивного изотопа позволяет непрерывно вести наблюдение за процессом, определяя изменение концентрации во времени измерением радиоактивного излучения.
Более того, был открыт процесс самодиффузии, т. е. миграции атомов в кристаллах металла, которую вообще к-аким-либо другим путем определить нельзя.
Методика «меченых» атомов широко используется в металлургии, контролируя переход компонентов и их распределение в процессе плавки металла и его термической обработки.
В области химических реакций этот метод позволяет решить многие вопросы кинетики, равновесия и строения различных сложных веществ.
Радиоактивное излучение заставляет перестраиваться или разрываться химические связи, и в активной зоне реактора мы можем получать такие соединения, какие в других условиях получить невозможно.
В машиностроении радиоактивные изотопы применяются для изучения износа трущихся пар (поршневая группа), причем этот метод дает непрерывную информацию без остановки и разборки машин для соответствующих замеров.
Очень широко применяется 7-дефектоскопия металлов, позволяющая обнаруживать пороки металла (поры, трещины) без разрушения изделий. Большой диапазон энергии ^-излучения у различных изотопов позволяет подобрать соответствующее излучение для контроля изделий из легких сплавов и тяжелых металлов. Применяются радиоактивные изотопы в автоматических устройствах для контроля уровня жидких и твердых материалов-в контейнерах, сосудах, печах и т. д.
Во всех случаях применения радиоактивных изотопов необходимо принимать меры предосторожности и защиты от действия радиации, употребляя минимальные дозы радиоактивных веществ, пользуясь высокой чувствительностью современных приборов регистрации.
Вопросы и задачи
1. Определите радиус электронной орбиты атома водорода и скорость электрона на ней при п=3.
Ответ. г=0,477 им; и=7,3- 10Б м/с.
2. Определите радиус электронной орбиты однократно ионизированного атома Не при п = \. '
Ответ. г=0,()265 им.
3. Определите'длины волн первых двух линий в видимой части спектра водорода и сопоставьте результат с опытными данными: 656,279 им и 486,133 им.
4. Напишите электронные формулы атомов V и Р и покажите различие между й- и р-элементами V группы периодической -системы Д. И. Менделеева.
5. Напишите электронные формулы атомов кислорода и серы, нарисуйте схематично атомные орбитали, а также покажите различие этих атомов (наличие свободных орбиталей).
6. Сопоставьте строение внешних электронных уровней атомов №; Аг; Кг, определите наличие свободных орбиталей и дайте прогноз их химических свойств.
3*
Глава третья
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ
3.1. ВВЕДЕНИЕ
Взаимодействие различных атомов между собой уже давно интересовало химиков, так как в этом заключается сущность всех химических процессов и этим определяется комплекс химических свойств любого элемента.
Особенность процесса образования химических связей между атомами различных элементов состоит в его избирательности. Так, например, атом элемента А может образовывать устойчивую молекулу с атомами элемента Б, но с атомами элемента В он или вообще не вступает в соединение, или образует очень неустойчивые соединения. Следует заметить, что уже алхимические теории привели к понятию «химического сродства» между веществами. Это понятие мы используем и теперь, желая определить возможность реакции, ее направление и полноту протекания в данных физических условиях, но уже определяем его количественно, исследуя изменение термодинамических функций.
Одна из первых попыток объяснения причины взаимодействия атомов между собой за счет электрических сил принадлежит Дэви, который, изучая электролиз, заметил, что металлы выделяются на отрицательном, а неметаллы на положительном полюсе электролизера.
Дэви предположил, что металлы несут на себе положительный заряд, а неметаллы — отрицательный и поэтому первые вступают в химические реакции со вторыми. Попытки Дэви найти эти заряды на простых телах путем их электризации не привели к успеху, и он сам не настаивал на этой гипотезе, не видя ее экспериментального подтверждения.
Берцелиус продолжал развивать идеи электрохимического сродства, но в значительной мере безуспешно, так как большинство соединений, особенно органических, не подчинялось его теории.
Понятие валентности не как количественной характеристики атома в данном, соединении, а как его физического свойства было сформулировано А. М. Бутлеровым (186.1) в его теории строения химических соединений. Основные положения этой теории сводятся к тому, что валентность атомов стремится к насыщению, что атомы в молекуле располагаются в определенном порядке, и молекулы, совпадающие по своему качественному и количественному составу, могут иметь различные свойства в зависимости от их строения (изомеры). А. М. Бутлеров предложил метод изображения молекул— структурные формулы — и показал, что атомы в молекуле могут влиять друг на друга, даже не будучи непосредственно сое
