Akademik

ИЗОТОПЫ

ИЗОТОПЫ: разновидности данного хим. элемента, различающиеся по массе ядер. Обладая одинаковыми зарядами ядер Z, но различаясь числом нейтронов, И. имеют одинаковое строение электронных оболочек, т. е. очень близкие хим. св-ва, и занимают одно и то же место в периодич. системе хим. элементов (отсюда термин «И.» — от греч. isos — одинаковый и topos — место). Первые эксперим. данные о существовании И. были получены в 1906 —10 при изучении св-в радиоакт. элементов. Термин «И.» предложен англ. учёным Ф. Содди в 1910. Стабильные И. были обнаружены англ. физиками Дж. Томсоном (1913) и Ф. Астоном (1919). К 1981 известно 276 стабильных И., принадлежащих 83 природным элементам, и более 2000 радиоактивных И. 107 природных и искусственно синтезиров. элементов.

Стабильные И. встречаются только у элементов с Z?83. Большее число стабильных И. имеют элементы с чётным Z, напр. 50Sn имеет 10 И., мХе—9, 48Cd и 52Те — по 8 И. Элементы с нечётным Z имеют, как правило, не более двух стабильных И.

Близость физ.-хим. св-в И. приводит к тому, что их относит. содержание почти не меняется при разл. природных процессах. Однако эти св-ва нетождественны — сказываются различия в массах атомов, а также в значениях спинов и магн. моментов ядер И. Это приводит к разл. изотопным эффектам. Различия нек-рых физ.-хим. св-в И. используется для их разделения (см. ИЗОТОПОВ РАЗДЕЛЕНИЕ).

При изучении физ.-хим., технол. и биол. процессов часто применяют соединения с искусственно введённой примесью радиоактивного (реже стабильного) И. элемента, участвующего в процессе (см. ИЗОТОПНЫЕ ИНДИКАТОРЫ). Зависимость изотопного состава природных элементов от возраста образцов и условий их образования лежит в основе методов определения возраста горных пород и рудных месторождений (см. ИЗОТОПНАЯ ХРОНОЛОГИЯ) и используется при поиске полезных ископаемых.

ИЗОТОПЫ

(от греч. isos - равный, одинаковый и topos - место) - разновидности атомов одного и того же хим. Элемента, атомные ядра к-рых имеют одинаковое число протонов (Z )и разл. число нейтронов (N). (И.- нуклиды одного элемента.) И. наз. также ядра таких атомов. И. занимают одно и то же место в периодич. системе элементов (отсюда назв.). По своим ядерным свойствам (спектр энергетич. уровней, способность вступать в те или иные ядерные реакции и др.) И., как правило, имеют мало общего между собой. В подавляющем большинстве случаев вещества, различающиеся только изотопным составом, обладают одинаковыми хим. и почти одинаковыми физ. свойствами, т. к. на структуру электронной оболочки атома влияет практически только заряд ядра. Поэтому выделение к.-л. И. из природной смеси, напр. ²³⁵U (0,7%) и ²³⁴U (0,05%) из природного урана, к-рый содержит гл. обр. ²³⁸U (99,25%), является сложной задачей, для решения к-рой используются небольшие различия в скоростях испарения, диффузии и др. методы (см. Изотопов разделение). Исключением являются И. лёгких элементов. И. водорода ¹ Н, ² Н, ³ Н столь сильно отличаются по массе, что физ. и даже хим. свойства Н разного изотопного состава различны. Поэтому они получили самостоят, назв.: ¹H наз. протием, ² Н - дейтериемD (ядро - дейтрономd), ³ Н - тритием Т (ядро - тритономt). Развитие масс-спектроскопии позволило обнаружить у многих элементов по неск. стабильных И. В дальнейшем было установлено, что число стабильных И. у чётных (по Z) элементов может достигать 10 (напр., Sn). У нечётных оно [2. Для всех элементов искусственно получены вадиоакт. И. У нек-рых элементов их число достигает 20-30 (см. табл. в ст. Нуклид). Содержание отд. И. в их естеств. смеси испытывает небольшие колебания. Эти колебания у лёгких элементов связаны, как правило, с изменением изотопного состава при испарении, растворении, диффузии и т. д. Для Рb колебания изотопного состава объясняются разл. содержанием в разных источниках (руды, минералы и др.) родоначальников естеств. радиоактивных рядов (см. Радиоактивность). Лит. см. при ст. Нуклид.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.