Страница:БСЭ-1 Том 27. Зерновые - Империализм (1933)-2.pdf/96

Эта страница не была вычитана

ИЗОТОПЫназвать например все морские мелководные или неритовые осадки.

ИЗОТОПЫ (греч. «занимающие одинаковое место»), химические элементы, к-рые при различных атомных весах обладают совершенно тождественными химич. свойствами и потому должны быть отнесены к одному и тому же месту в периодической системе (см.).

Впервые такие элементы открыты среди радиоактивных веществ. Так например, оказалось, что элементы ионий (ат. в. 230), торий (ат. в.р

талли 8 ♦ 204 ®8385878991и

206 тX

ПОЛОН тй кЕх код

210 212

радон

, 214

цёЗИй

216

радий

  • 218

актин Гй

1 220

торий 1 222

оката! 1талуран

лЭ1228 г®

230 232

234 236 238Рис. 1.

. 232) и радиоторий (ат. в. 228), будучи смешаны, не поддаются разделению никакими обычными химическими методами. Такую же группу неразделимых элементов образуют мезоторий I (ат. в. 228), радий (ат. в. 226), торий X (ат. в. 224) и актиний X (ат. в. 222). Наличие нескольких элементов в одной клетке периодической системы находит свое объяснение в современной теории строения материи. Перемещение радиоактивных элементов в периодической системе совершается по мере их последовательного превращения. Распад радиоэлементов сопровождается вылетом из ядра а-частицы или /7  — частицы. Первая представляет собою ядро атома гелия, т. е. обладает двумя элементарными положительными зарядами, между тем как /7  — частица (электрон) обладает одним отрицательным зарядом. Таким обр. вылет из ядра а-частицы сопровождается уменьшением атомного номера исходного элемента на две единицы, вылет /7  — частицы сопровождается увеличением атомного номера на одну единицу. Отсюда вытекают следующие два правила: 1) элемент, возникающий в результате a-превращения, смещается в периодической системе на два места влево по отношению к исходному элементу; 2) элемент, возникающий в результате ^-превращения, смещается на одно место вправо по отношению к исходному.

Эти правила (т. н. правила смещения), открытые эмпирически Содди и Фаян 712

сом, приводят к заключению, что если вслед за a-превращением идут два ^-превращения (что весьма нередко в радиоактивных семействах), то получающийся элемент вновь возвращается на место исходного. Прослеживая с этой точки зрения перемещение радиоэлементов по приводимой диаграмме (рис. 1), легко усмотреть образование целых групп И. («плеяд», по Фаянсу).

Блестящее подтверждение теории радиоактивных И. дало точное определение ат. в. свинца из урановых и ториевых минералов.

Радиоактивные семейства урана и тория заканчиваются каждое устойчивым элементом с атомным номером 82, т. е. элементом, к-рый по своим химическим свойствам должен быть тождественен со свинцом. Если однако высчитать, исходя из атомных весов урана (238) и тория (232) и зная число а-частиц, испускаемых каждым до конца распада, атомные веса свинца, получающегося из того и другого радиоэлемента, то получается (рис. 1): урановый свинец  — 206, ториевый свинец  — 208, 0, между тем как атомный вес обыкновенного свинца равен 207, 2. Для экспериментальной проверки полученного заключения необходимо определить атомный вес свинца из урановых минералов, по возможности не содержащих тория, и атомный вес свинца из ториевых минералов, лишенных урана. Такие измерения были проделаны рядом ученых (Содди, Генигшмидт, Ричардс) и привели к след, цифрам: Свинец из урановых руд. . . 206, 08 (вместо 206, 0), » » ториевых » ... 207, 9 ( » 208, Oh

превосходно подтверждающим теоретические выводы. Т. о. обыкновенный свинец с ат. в.

207, 2 на самом деле представляет собою смесь уранового и ториевого свинца.

И. существуют не только среди радиоэлементов, но также и среди элементов обыкновенных, нерадиоактивных. Это открытие принадлежит Ф. В. Астону, сконструировавшему для этой цели весьма остроумный прибор — массспектрограф (см.). Исследуя массовые спектры различных элементов, Астон обнаружил, что напр. для хлора получается не одна линия, отвечающая ат. в. хлора 35, 45, но две линии,

СО

Ю СО

о со

£ W м л III

СО

of со со

см со

М* I

ЬП и I

SS *

•осэс-ор со со сой

ОО © юЯ III

Рис. 2.

отвечающие целым (с точностью до 0, 001) ат. в.

35 и 37; для Mg (ат. в. 24, 32) получились три линии, соответствующие ат. в. 24, 25 и 26, и т. д.

(рис. 2). Т. о. было показано, что многие из обыкновенных элементов на самом деле представляют собой смеси И. Далее оказалось, что во всех случаях, даже тогда, когда атомные веса элементов являются числами не целыми, ат. в.

И., отнесенные к ат. в. кислорода (ат. в. 16), суть числа целые с точностью до 0, 001. В таблице приведены атомные веса нек-рых элементов и их И.

На основании этих результатов Астон сделал обобщение, названное им «правилом целых чисел»: с точностью до 0, 01 истинные атомные