Русская Википедия:Нуклид

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Нукли́д (Шаблон:Lang-la — «ядро» и Шаблон:Lang-grc — «вид, сорт») — вид атомов, характеризующийся определённым массовым числом, атомным номером и энергетическим состоянием ядер и имеющий время жизни, достаточное для наблюдения[1].

Общее описание

Из определения следует, что нуклид — это каждый отдельный вид атомов какого-либо химического элемента с ядром, состоящим из строго определённого числа протонов (Шаблон:Math) и нейтронов (Шаблон:Math), причём ядро находится в определённом энергетическом состоянии (основном состоянии или одном из изомерных состояний).

Число протонов Шаблон:Math представляет собой атомный номер элемента, а сумма Шаблон:Math— массовое число. Нуклиды, имеющие одинаковый атомный номер (то есть обладающие одинаковым числом протонов), называются изотопами, одинаковое массовое число — изобарами, одинаковое число нейтронов — изотонами. Атомы изотопов являются атомами одного и того же химического элемента (например, изотопы кислорода кислород-16, кислород-17 и кислород-18 имеют одинаковое число протонов, Шаблон:Math, но разное число нейтронов, Шаблон:Math). При этом одинаковые изотопы одного и того же элемента могут представлять собой разные нуклиды — изомеры; именно поэтому предпочтительно употребление термина «нуклид» (а не «изотоп») при описании явлений, связанных с радиоактивностью.
Атомы изобаров относятся к разным химическим элементам, например азот-16, кислород-16 и фтор-16; в каждой изобарической цепочке (то есть в полном наборе изобаров, имеющих данное массовое число) все химические элементы различны, если не учитывать изомерных состояний нуклидов. Так, в изобарической цепочке с Шаблон:Math известны 4 нуклида: водород-6 с Шаблон:Math и Шаблон:Math, гелий-6 (4, 2), литий-6 (3, 3) и бериллий-6 (2, 4); теоретически может существовать также бор-6 (1, 5), но экспериментально он не наблюдался.

Относительная атомная масса нуклида округлённо равна его массовому числу, только для углерода-12 она по определению точно равна 12. Например, относительная атомная масса кальция-40 равна 39,96259098. Разность относительной атомной массы и массового числа называется избытком массы.

Для обозначения нуклида элемента (E) используют запись вида: Шаблон:Sup subEШаблон:Sup sub, причём индексы Шаблон:Math и Шаблон:Math могут опускаться. Распространённым является обозначение «элемент-Шаблон:Math» (например, углерод-12, уран-238, U-235). Для нуклидов, представляющих собой метастабильные возбуждённые состояния одного изотопа (изомеры), используют латинскую букву Шаблон:Math в верхнем правом или верхнем левом индексе, например 180TaШаблон:Math или 180Шаблон:MathTa. Если существует более одного возбуждённого изомерного состояния с данными Шаблон:Math и Шаблон:Math, то для них (в порядке возрастания энергии) используют индексы Шаблон:Math1, Шаблон:Math2 Шаблон:Итд либо последовательность букв Шаблон:Math Некоторые нуклиды имеют традиционные собственные названия, такие как дейтерий, актинон и т. п. (см. список таких названий).

Классификация

Нуклиды делятся на стабильные и радиоактивные (радионуклиды, радиоактивные изотопы). Стабильные нуклиды не испытывают спонтанных радиоактивных превращений из основного состояния ядра. Радионуклиды путём радиоактивных превращений переходят в другие нуклиды. В зависимости от типа распада, образуются либо другой нуклид того же самого элемента (при нейтронном или двухнейтронном распаде), либо нуклид другого элемента с тем же массовым числом (распады, изменяющие заряд ядра без вылета нуклонов, то есть бета-распад, электронный захват, позитронный распад, все виды двойного бета-распада), либо два или несколько новых нуклидов (альфа-распад, протонный распад, кластерный распад, спонтанное деление).

Среди радионуклидов выделяются короткоживущие и долгоживущие. Радионуклиды, существующие на Земле с момента её формирования, часто называют природными долгоживущими, или примордиальными радионуклидами; такие нуклиды имеют период полураспада, превышающий 5Шаблон:E лет. Для каждого элемента были искусственно получены радионуклиды; для элементов с атомным номером (то есть числом протонов), близким к одному из «магических чисел», количество известных нуклидов может доходить до нескольких десятков. Наибольшим количеством известных нуклидов — 47 — обладает ртуть (в диапазоне массовых чисел 170—216, без учёта изомерных состояний)[2][3][4]. Некоторые элементы имеют лишь один стабильный нуклид (так называемые моноизотопные элементы, например, золото и кобальт), а максимальным числом стабильных нуклидов — 10 — обладает олово. У многих элементов все нуклиды радиоактивны (все элементы, имеющие атомный номер больше, чем у свинца, а также технеций и прометий). Каждому массовому числу соответствует от 0 до 2 стабильных нуклидов, числу нейтронов — от 0 до 6. Общее число всех известных нуклидов превышает 3300[5] (без учёта изомеров; на сегодня известно около 1000 нуклидов в основных состояниях, для которых существуют одно или несколько метастабильных возбуждённых состояний с периодом полураспада, превышающим 0,1 мкс).

Для многих нуклидов (в том числе для наблюдательно стабильных) законами сохранения разрешён тот или иной вид радиоактивности, в действительности не наблюдающийся на существующем уровне чувствительности экспериментальных установок из-за чрезвычайно большого периода полураспада. В частности, для любого данного массового числа Шаблон:Math возможен только один бета-стабильный нуклид, соответствующий глобальному минимуму энергии в данной изобарной цепочке. Для всех остальных нуклидов с данным Шаблон:Math кинематически разрешён обычный или двойной бета-распад (включая Шаблон:Math, Шаблон:Math или электронный захват), хотя предсказываемые периоды полураспада могут быть крайне велики — например, 1030 лет и выше. Большинство нуклидов с массовым числом больше 140 могут испытывать альфа-распад, но по той же причине — крайне большое время жизни — для многих из них этот канал распада не наблюдался. С увеличением чувствительности экспериментов некоторые нуклиды переходят из разряда стабильных в (слабо)радиоактивные (например, была обнаружена слабая альфа-радиоактивность с периодами полураспада >1018 лет у ранее считавшихся стабильными висмута-209, вольфрама-180 и европия-151).

История и этимология

Термин «нуклид» (а также «радионуклид») был предложен Трумэном Команом (Truman P. Kohman) в 1947 году[6]. Автор термина обсудил его со специалистами по классической филологии (профессорами Гертрудой Смит и Бенедиктом Эйнарсоном), чтобы наиболее точно передать смысл, выражаемый этим словом, то есть сорт ядер (от латинского корня Шаблон:Lang-la2 — «ядро» и Шаблон:Lang-grc — «вид, сорт», с отбрасыванием лишних гласных на стыке для благозвучия). Определение Комана, данное в его статье, посвящённой новому термину[6]: «Нуклид. Сорт атома, характеризующийся строением его ядра, в частности числом протонов и нейтронов в его ядре».

См. также

Шаблон:Wiktionary

Ссылки

Литература

Примечания

Шаблон:Примечания

Внешние ссылки

  1. ↑ Официальное рекомендуемое определение термина по IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd Edition, 1997 (Краткий справочник терминов ИЮПАК, 2-е издание): A species of atom, characterized by its mass number, atomic number and nuclear energy state, provided that the mean life in that state is long enough to be observable.
  2. ↑ Шаблон:Nubase2016
  3. ↑ Шаблон:Cite web
  4. ↑ Шаблон:Статья
  5. ↑ Шаблон:Cite web
  6. ↑ 6,0 6,1 Шаблон:Статья

Шаблон:Выбор языка

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Нуклид&oldid=10490976