10) Строение и состав ядра атомов. Протонно-нейтронная связь теория состава ядра атомов. Изотопы, изобары, изотоны.

Ядра атомов всех элементов, кроме водорода, состоят из протонов и нейтронов.

Протонно-нейтронная теория позволила разрешить и еще одно противоречие, возникшее при формировании теории строения атома. Если признать, что ядра атомов элементов состоят из определенного числа нуклонов, то атомные массы всех элементов должны выражаться целыми числами. Для многих элементов это действительно так, а незначительные отклонения от целых чисел можно объяснить недостаточной точностью измерений. Однако у некоторых элементов значения атомных масс так сильно отклонялись от целых чисел, что это уже нельзя объяснить неточностью измерений и другими случайными причинами. С точки зрения протонво-нейтронной теории изотопами являются разновидности элементов, ядра атомов которых содержат различнее число нейтронов, но одинаковое число протонов. Согласно протонно-нейтронной теории изотопы имеют одинаковое число протонов (одинаковый порядковый номер), но отличаются числом нейтронов, а следовательно, общей массой. Протонно-нейтронная теория состава ядер атомов объяснила существование изотопов, изобаров, и изотонов.

Изотопы – разновидность атомов одного и того же элемента, имеющие одинаковое зарядовое число, но различную атомную массу.(Z=const)

Изобары – разновидность атомов различных элементов, имеющих различное зарядовое число, но одинаковую атомную массу.(Z+N=const)

Изотоны – атомы различных элементов, имеющие одинаковое число нейтронов. (N=const)

11) Радиоактивность и типы излучений.

Открыл в 1896г Анри Беккерель. Явление самопроизвольного лучеиспускания было названо радиоактивностью, а вещества радиоактивными.

Естественной радиоактивностью называется процесс самопроизвольного распада ядер природных тяжёлых элементов, сопровождающийся выделением лучей высокой проникающей способности и излучением энергии.

α лучи отклоняются в электрическом поле к (-) полюсу, значит частицы имеют положительный заряд +2 и массу 4у.е. ( ⁴₊₂ α).Это ядра атома Не. Они обладают большой ионизирующей способностью, но малой проникающее, т.к. имеют большую массу. Скорость ~20км/с длина пробега 3-11см

β лучи отклоняются в электрическом поле к (+) полюсу, значит это поток отрицательно заряженных частиц – электронов. У них малая ионизирующая способность, но большая проникающая, из за малой массы. Скорость ~300000км/с.

γ лучи не отклоняются ни в электрическом ни в магнитном поле, т.е. не имеют знака заряда. По природе это электромагнитное излучение с очень маленькой длинной волны 0,0005-0,04нм.Эти лучи обладают большой проникающей способностью, из-за малой массы. Обладая большой проникающей способностью, проникают через материалы живой и неживой природы. В живых клетках они вызывают как деструктирующие так и структурирующие процессы.

α β γ – 4 элемента, α γ- 21 элемент, β γ – 14 элементов.

12) Радиоактивный распад.Типы радиоактивного распада и виды смещения.

Радиоакти́вный распа́д — спонтанное изменение состава нестабильных атомных ядер (заряда Z, массового числа A) путём испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов. Процесс радиоактивного распада также называют радиоакти́вностью, а соответствующие элементы радиоактивными. Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра.

α распад. Ядра элементов с Z=84 и далее неустойчивые и стабилизируются путем выделения 4 нуклонов: 2 протонов и 2 нейтронов, т.е. выделяется частица, состоящая из 2 и 2 . Выделение частицы приводит к смещению дочернего на две клетки левее от радиоактивного исходного элемента, т.к. заряд исходного элемента уменьшается на 2 единицы.

β^- распад(электронный распад) проходит в нейтронно-дефицитных ядрах, где стабилизация ядра идёт путём перехода нейтрона в протон: → +е^-, поскольку в этом случае выделившийся электрон вылетает из ядра, то положительный заряд ядра увеличивается на единицу. Дочерний элемент смещается на клетку вправо. Дочерний элемент является изобаром по отношению к исходному радиоактивному элементу.

β⁺ распад(позитронный распад) проходящий в нейтронно-дефицитных ядрах. Стабилизация ядра происходит путём перехода протона в нейтрон: → +е⁺ . Возникший позитрон вылетает за пределы ядра, и заряд ядра уменьшается на единицу. Дочернее ядро смещается на одну клетку влево. Дочерний элемент является изобаром по отношению к исходному радиоактивному элементу.

Е захват(электронный захват). К уменьшению заряда ядра на единицу при сохранении массового числа атома приводит захват ядром одного электронов с близлежащей к ядру электронной оболочки (чаще всего К-слоя). Взаимодействие этого электрона с одним из содержащихся в ядре протонов приводит к образованию нейтрона: +е^- → . Происходит смещение дочернего элемента на клетку левее.

Спонтанное деление – самопроизвольный распад ядер тяжёлых элементов на два и более ядра элементов середины периодической системы. Правил смещения не существует.

13)Основные положения квантовой химии. Двойственная природа электрона, уравнение де — Бройля.

Квантовая механика основывается на представлениях о квантовании энергии, волновом характере движения микрочастиц, вероятностном мето­де описания микрообъектов. Создание квантовой механики произошло на пути обобщения пред­ставления о корпускулярно - волновой двойственности фотона на все объ­екты микромира и прежде всего на электрон.

В 1924 году Луи де Бройль предположил, что корпускулярно - вол­новые свойства присущи не только фотонам, но и электронам. Поэтому электрон должен проявлять волновые и корпускулярные свойства и урав­нение для характеристики электрона должно иметь вид: λ=h/m*v

14)Принцип неопределенности Гейзенберга. Волновая функция.

Принцип неопределенности Гейзенберга (1927): невозможно одновременно определить и

скорость частицы (импульс) и ее положение (координаты) Δp-Δq≥h/m (р -импульс, q - координаты) Данное соотношение показывает, что чем точнее определяется координата частицы, тем более неопределенным становится её импульс, и наоборот Δp =m*v (где m - масса, v - скорость).

Согласно этому принципу, понятие об электронных орбитах в атоме теряет свой физический смысл: речь идёт лишь о вероятности появления движущего электрона в данный момент времени в данной точке внутри атомного пространства. Положение же электрона в последующий момент может быть определено со сравнительно небольшой степенью вероятности. В связи с этим в квантовой механике состояние микрочастицы полностью описы­вается не её координатой и скоростью, а некоторой волновой функцией ψ(пси), определяющей вероятность нахождения электрона в определённой области пространства. Волновая функция, подобно амплитуде любого волнового процесса, может принимать как положительное так и отрицательное зна­чение. Математически это записывается так: ψ = ψ * (х, у, z), где x,y,z - координаты.