Jeśli jesteś właścicielem tej strony, możesz wyłączyć reklamę poniżej zmieniając pakiet na PRO lub VIP w panelu naszego hostingu już od 4zł!

Dodaj nas do zakładek

Galaktyki, Gwiazdy ,Planety

  

Właściwości jądrowe

Właściwości jądrowe

Z definicji dwa atomy o identycznej liczbie protonów w jądrze są atomami tego samego pierwiastka. Jeśli różnią się liczbą neutronów, stanowią różne izotopy tego pierwiastka. Przykładowo, atomy wodoru posiadają zawsze jeden proton, ale mogą nie posiadać żadnego neutronu (prot), posiadać jeden (deuter), dwa (tryt) lub nawet więcej neutronów. 99,98% atomów wodoru w przyrodzie należy do pierwszego izotopu (bez neutronów). Lista znanych obecnie pierwiastków obejmuje liczby atomowe od 1 (wodór) do 118 (Ununoctium). Jądra o określonej liczbie protonów i neutronów określane są jako nuklidy. Wszystkie znane nuklidy mające więcej niż 82 protony w jądrze są radioaktywne.

Na Ziemi naturalnie występuje około 339 różnych nuklidów, z czego 227 (około 67%) jest stabilnych i nie ulega radioaktywnemu rozpadowi. Jednak jedynie 90 z nich nie ma teoretycznej możliwości rozpadu, pozostałe 137 taką możliwość wedle współczesnej wiedzy posiadają, ale nigdy takiego rozpadu nie zaobserwowano. Oprócz tych 227 stabilnych nuklidów u kolejnych 30 potwierdzono radioaktywny rozpad, ale czas tego rozpadu jest zbyt duży, aby dało się go wyznaczyć eksperymentalnie. Kolejnych 31 ma czas połowicznego rozpadu przekraczający 80 milionów lat, dzięki czemu ich resztki dotrwały do dzisiejszych czasów od początków istnienia Układu Słonecznego. Daje to w sumie 288 tzw. pierwotnych nuklidów, istniejących na Ziemi od jej początków. Ostatnie 51 istniejących na Ziemi naturalnie nuklidów to produkty rozpadu cięższych nuklidów (jak np. rad powstający z rozpadu uranu) i produkty naturalnych reakcji jądrowych (jak węgiel-14 produkowany w górnych warstwach atmosfery pod wpływem promieniowania kosmicznego).

80 pierwiastków chemicznych posiada stabilne izotopy. Nie mają ich pierwiastki o liczbie atomowej 43 (technet), 61 (promet) i wszystkie o liczbach atomowych większych od 82 (ołów). Pozostałe posiadają średnio po około 3 stabilne izotopy. 27 pierwiastków ma tylko jeden stabilny izotop. Największą liczbę stabilnych izotopów (10) ma cyna.

Stabilność izotopów zależy od proporcji protonów i neutronów oraz od tego czy ich liczba jest równa jednej z tzw. liczb magicznych. W modelu powłokowym struktury jądra atomowego, liczby magiczne odpowiadają maksymalnej pojemności kolejnych jego poziomów energetycznych. Część liczb magicznych dotyczy obu nukleonów, a część odnosi się tylko do jednego z ich rodzajów. Przykładowo, jądro cyny zawiera 50 protonów, która jest liczbą magiczną dla obu nukleonów, dlatego cyna posiada wyjątkowo dużo trwałych izotopów. Wśród znanych 256 stabilnych nuklidów tylko 4 mają nieparzyste liczby zarówno protonów, jak i neutronów: wodór-2, lit-6, bor-10 i azot-14. Większość jąder o nieparzystej liczbie protonów i neutronów w bardzo krótkim czasie ulega rozpadowi beta, tworząc jądro o parzystej liczbie protonów i neutronów, zwykle znacznie stabilniejsze (patrz model kroplowy)