Изотопы в химии

ПОЛУЧЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Определение

• Изото́пы (от др.-греч. ισος — «равный» , «одинаковый» , и τόπος — «место» ) — разновидности атомов (и ядер ) какого-либо химического элемента , которые имеют одинаковый атомный номер, но при этом разные массовые числа.

• Название связано с тем, что все изотопы одного атома помещаются в одно и то же место (в одну клетку) таблицы Менделеева .

Открытие изотопов

В 1906—1907 годах выяснилось, что продукт радиоактивного распада урана  — ионий и продукт радиоактивного распада тория  — радиоторий имеют те же химические свойства, что и торий, но отличаются от него атомной массой и характеристиками радиоактивного распада.

Было обнаружено позднее, что у всех трёх продуктов одинаковы оптические и рентгеновские спектры. Такие вещества, идентичные по химическим свойствам, но различные по массе атомов и некоторым физическим свойствам, по предложению английского учёного Содди с 1910 г. стали называть изотопами.

Открытие изотопов

В 1906—1907 годах выяснилось, что продукт радиоактивного распада урана  — ионий и продукт радиоактивного распада тория  — радиоторий имеют те же химические свойства, что и торий, но отличаются от него атомной массой и характеристиками радиоактивного распада.

Было обнаружено позднее, что у всех трёх продуктов одинаковы оптические и рентгеновские спектры. Такие вещества, идентичные по химическим свойствам, но различные по массе атомов и некоторым физическим свойствам, по предложению английского учёного Содди с 1910 г. стали называть изотопами.

Открытие изотопов

Получают радиоактивные изотопы в атомных реакторах и на ускорителях элементарных частиц.

В настоящее время производством изотопов занята большая отрасль промышленности.

Открытие изотопов

Все более широкое применение получают радиоактивные изотопы в сельском хозяйстве. Облучение семян растений (хлопчатника, капусты, редиса и др.) небольшими дозами -лучей от радиоактивных препаратов приводит к заметному повышению урожайности.

Большие дозы радиации вызывают мутации у растений и микроорганизмов, что в отдельных случаях приводит к появлению мутантов с новыми ценными свойствами (радиоселекция). Так выведены ценные сорта пшеницы, фасоли и других культур, а также получены высокопродуктивные микроорганизмы, применяемые в производстве антибиотиков. Гамма-излучение радиоактивных изотопов используется также для борьбы с вредными насекомыми и для консервации пищевых продуктов.

Интересное применение для определения возраста древних предметов органического происхождения (дерева, древесного угля, тканей и т. д.) получил метод радиоактивного углерода.

В растениях всегда имеется -радиоактивный изотоп углерода с периодом полураспада Т = 5700 лет. Он образуется в атмосфере Земли в небольшом количестве из азота под действием нейтронов.

Последние же возникают за счет ядерных реакций, вызванных быстрыми частицами, которые поступают в атмосферу из космоса (космические лучи).

Радиоактивные изотопы широко применяются в науке, медицине и технике как компактные источники -лучей. Главным образом используется радиоактивный кобальт.

Гамма-терапевтический аппарат.

Исследование щитовидной железы с помощью радиоактивного йода

Строение атома

Изотопы лития

7,5 % 92,5 %

Изотопы углерода

98,93%

1,07 %

Изотопы кальция

40 Ca (изотопная распространённость 96,941 %)

42 Ca (изотопная распространённость 0,647 %)

43 Ca (изотопная распространённость 0,135 %)

44 Ca (изотопная распространённость 2,086 %)

46 Ca (изотопная распространённость 0,004 %)

Изотопы меди

63 Cu (изотопная распространённость 69,1 %)

65 Cu (изотопная распространённость 30,9 %).

Изотопы хлора

35 Cl (изотопная распространённость 75 %)

37 Cl (изотопная распространённость 25 %).

Изотопы калия

39 К (изотопная распространённость 93,258 %)

40 К (изотопная распространённость 6,730 %).