Wprowadzenie do chemii

Warunki

• cząstka Alfa cząstka Alfa składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów połączonych ze sobą, identycznych z jądrem helu.
• cząsteczka beta elektron o wysokiej energii uwalniany podczas rozpadu beta.,
• gamma rayHigh – fala energii elektromagnetycznej.
• wariant izotopowy konkretnego pierwiastka chemicznego, który ma taką samą liczbę protonów jak inne atomy pierwiastka, ale różni się liczbą neutronów.

rozpad promieniotwórczy występuje, gdy niestabilne jądro atomowe traci energię, emitując energię w postaci emitowanych cząstek lub fal elektromagnetycznych, zwanych promieniowaniem. Izotopy to Atomy tego samego pierwiastka (a więc posiadające tę samą liczbę protonów), które różnią się liczbą neutronów w jądrze., Niektóre izotopy danego pierwiastka są bardziej niestabilne niż inne, powodując reakcję jądrową, która uwalnia energię, aby osiągnąć bardziej stabilną konfigurację jądrową. Takie izotopy są radioaktywne i są określane jako ” radioizotopy.”

rodzaje rozpadu

istnieje wiele rodzajów emitowanych cząstek i promieniowania, które radioizotopy wytwarzają podczas rozpadu. Typy, które omówimy tutaj to: alfa, beta i gamma (wymienione w rosnącej zdolności penetracji materii). Rozpad alfa jest widoczny tylko w cięższych pierwiastkach większych niż liczba atomowa 52, tellur., Pozostałe dwa rodzaje rozpadu są widoczne we wszystkich elementach.

skład Alfa, Beta, Gamma

cząstki alfa przenoszą ładunek dodatni, cząstki beta przenoszą ładunek ujemny, a promienie gamma są neutralne. Cząstki alfa mają większą masę niż cząstki beta. Przepuszczając cząstki alfa przez bardzo cienkie szklane okno i zatrzymując je w rurce wyładowczej, naukowcy odkryli, że cząstki alfa są równoważne jądrom helu (He). Inne eksperymenty wykazały podobieństwo między klasycznym promieniowaniem beta i promieniami katodowymi; oba są strumieniami elektronów., Podobnie, promieniowanie gamma i promienie rentgenowskie okazały się być podobne wysokoenergetyczne promieniowanie elektromagnetyczne.

trzy rodzaje promieniowania mają różne poziomy mocy penetracji. Moc penetracji odnosi się do energii, z jaką cząstki promieniowania są wyrzucane z atomu. Im wyższa energia, tym bardziej cząstki lub światło wytwarzane przez rozpad promieniotwórczy przenikną do substancji.

rozpad Alfa

cząstka Alfa (α\alpha) składa się z dwóch połączonych ze sobą protonów i dwóch neutronów. Ten rodzaj promieniowania ma ładunek dodatni (ze względu na obecność dwóch protonów). Cząstka alfa jest czasami reprezentowana za pomocą symbolu chemicznego He2+, ponieważ ma taką samą strukturę jak atom helu, który nie posiada swoich dwóch elektronów—stąd całkowity ładunek +2., Ich ogromny rozmiar (w porównaniu do cząstek beta, na przykład) oznacza, że cząstki alfa mają bardzo niską moc penetracji. Siła penetracji opisuje, jak łatwo cząstki mogą przejść przez inny materiał. Ponieważ cząstki alfa mają niską moc penetracji, na przykład zewnętrzna warstwa ludzkiej skóry może blokować te cząstki.

rozpad Alfa występuje, ponieważ jądro radioizotopu ma zbyt wiele protonów. Jądro ze zbyt dużą liczbą protonów powoduje odpychanie się między tymi ładunkami. Aby zmniejszyć ten odpychanie, jądro emituje cząstkę α., Przykładem tego może być rozpad ameryku (Am) do neptunu (np).

rozpad Beta

w radioaktywnych jądrach ze zbyt dużą liczbą neutronów neutron może zostać przekształcony w elektron, zwany cząstką beta. Cząstki Beta (β) mają większą moc penetracji niż cząstki alfa (są w stanie przejść przez grubsze materiały, takie jak papier).

podczas rozpadu beta liczba neutronów w atomie zmniejsza się o jeden, a liczba protonów zwiększa się o jeden. W rozpadającym się jądrze neutron został przekształcony w proton, uwalniając w ten sposób cząstkę beta., Ponieważ liczba protonów przed i po rozpadie jest różna, atom zmienił się w inny pierwiastek.

rozpad Gamma

niektóre reakcje rozpadu uwalniają energię w postaci fal elektromagnetycznych zwanych promieniami gamma. Promieniowanie Gamma (γ) jest częścią widma elektromagnetycznego, podobnie jak światło widzialne. Jednak w przeciwieństwie do światła widzialnego, ludzie nie widzą promieni gamma, ponieważ mają znacznie wyższą częstotliwość i energię niż światło widzialne. Promieniowanie Gamma nie ma masy ani ładunku. Ten rodzaj promieniowania jest w stanie przeniknąć większość popularnych substancji, w tym metali., Jedynymi substancjami, które mogą absorbować to promieniowanie są gruby ołów i beton.

reakcje rozpadu Gamma zachodzą, gdy energia jądra radioizotopu jest zbyt duża, a wynikająca z tego liczba atomowa i masa atomowa pozostają niezmienione w trakcie reakcji.