Интерактивный online урок по химии для учащихся 10-11 классов Алтаева Гульнар Саматовна,

Интерактивный online урок
по химии
для учащихся 10-11 классов
Алтаева Гульнар Саматовна,
учитель химии Назарбаев Интеллектуальной школы
города Астаны, к.х.н.
Радиоактивный распад и
его применение для
определения возраста
предметов старины или
горных пород.
Валентные возможности
атомов
Цель урока:
Раскрыть практическое
применение радиоактивного
распада для определения возраста
предметов старины или горных
пород, раскрыть валентные
возможности атомов в
зависимости от их строения
и положения в периодической
таблице Д.И.Менделеева
Ученик должен:
Опираясь на знание понятий
нуклоны, нуклиды и изотопы:
* понимать сущность понятий
радиоактивный распад и ядерные
реакции, период полураспада;
* уметь определять валентные
возможности атомов
в стационарном и возбужденном
состояниях
ИЗОТОПНЫЕ ГЕОХРОНОМЕТРЫ
Геология - наука о Земле, ее рождении,
строении, составе и истории. Трудами многих
поколений геологов, особенно с начала XIX
века, был создан замечательный календарь,
рассказывающий об истории Земли.
Страницы этого календаря - отдельные слои
горных пород с остатками былой жизни на
Земле: каменными отпечатками растений,
раковин, костей и целых скелетов некогда
живших существ, окаменевшие отпечатки лап и
яйца динозавров, зубы древних акул, останки
наших ближайших предков - первобытных
людей.
ИЗОТОПНЫЕ ГЕОХРОНОМЕТРЫ
Пользуясь этим календарем, можно точно
сказать, какое событие произошло раньше,
какое - позже. Но когда?
На календарь не были нанесены даты, потому
что не существовало надежных хронометров
для измерения времени. Особенно трудно
было изучать самые древние породы, где и
остатки-то исчезнувшей жизни найти очень
сложно, а подчас и вовсе невозможно. Между
тем, на долю именно таких пород приходится
едва ли не 7/8 земной коры.
Решение проблемы пришло с открытием
превращения одних химических элементов в
другие - с обнаружением радиоактивности.
ХРОНОМЕТР НА МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ
Как известно, радиоактивность может
проявляться в двух основных формах,
получивших название альфа (α)- и бета
(β)- распада.
При альфа-распаде ядро радиоактивного
элемента испускает альфа-частицу –
ядро атома гелия, состоящее из двух
протонов и двух нейтронов, и один квант
гамма-излучения.
При бета-распаде ядро излучает бетачастицу, которая представляет собой
электрон, и нейтрино.
ХРОНОМЕТР НА МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ
Оба вида распада сопровождаются
нагреванием окружающего вещества.
Кроме того, ядро может иногда
захватывать электрон с ближайшей
электронной оболочки, излучая при
этом нейтрино.
На изучении этих процессов и
построены главнейшие методы
абсолютной геохронологии.
ХРОНОМЕТР НА МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ
В XX в. было установлено, что радиоактивные
элементы имеют тенденцию самопроизвольно
превращаться в другие элементы: например,
уран и торий распадаются с образованием
свинца и гелия, радиоактивный калий
превращается в аргон и т.д. Скорость этих
процессов определяется периодом полураспада,
т. е. временем, необходимым для превращения
половины атомов одного радиоактивного
элемента в другой элемент.
ХРОНОМЕТР НА МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ
Определив отношение количества
данного радиоактивного элемента
в данном минерале к количеству
продукта его радиоактивного распада,
можно по соответствующему периоду
полураспада вычислить время,
прошедшее с тех пор, как этот
минерал образовался. Для датирования
используют многие радиоактивные
элементы и их производные.
Свинцово-изотопный метод
Одним из первых способов определения
абсолютного возраста был свинцовоизотопный метод, основанный на
изучении процессов распада изотопов
уран-238, уран-235 и торий-232.
По соотношению этих элементов и
изотопов свинца, образующихся в
результате их радиоактивного распада,
удается с высокой точностью
установить время появления горной
породы.
Свинцово-изотопный метод
Однако урановые и ториевые
минералы
недостаточно
стойкие, легко разрушаются
и, кроме того, не так уж
часто
встречаются
в
природе.
Это
поначалу
накладывало
существенные
ограничения на использование
свинцового метода.
Свинцово-изотопный метод
Поскольку содержание урана и тория
в горных породах не оставалось
постоянным в ходе геологической истории,
изменения эти неизбежно должны были
отразиться и на соотношении продуктов
их распада. Следовательно, совершенно
необязательно, чтобы в минералах
непременно присутствовали уран и торий.
Достаточно, если будет известен,
например, изотопный состав
содержащегося в минерале свинца.
Свинцово-изотопный метод
Природный свинец представляет собой
смесь четырех изотопов, из которых
три (свинец-206, -207, -208)
являются продуктами радиоактивного
распада. Анализы показывают, что в
образующихся ныне слоях эти изотопы
содержатся в отношении
204Pb:206Pb:207Pb:208Pb=1:19,04:15,69:39,00
Свинцово-изотопный метод
В отложениях минувших эпох это
соотношение изменяется: чем древнее
горная порода, тем меньше в ней
радиогенных изотопов свинца.
По известной нам скорости распада
материнских элементов нетрудно
вычислить, какое количество каждого
изотопа должно присутствовать в
породах того или иного возраста.
Свинцово-изотопный метод
Если же установить, в каком
соотношении пребывают
изотопы свинца в интересующем
нас минерале, можно решить и
обратную задачу: по количеству
изотопов установить время
образования породы.
Свинцово-изотопный метод
Свинец неплохо исполняет роль
«метрического свидетельства»
горных пород, особенно в тех
случаях, когда приходится иметь
дело с большими залежами,
насыщенными этим элементом.
Но распространен свинец в земной
коре неравномерно.
Свинцово-изотопный метод
При сравнении результатов
многочисленных анализов было
замечено, что в одних местах
количество свинца по
отношению к урану и торию
явно занижено, а в других –
чрезмерно завышено.
Радиоактивное семейство урана-235
Для каждого изотопа приведен период полураспада
Свинцово-изотопный метод
Пользуясь при определении геологического
возраста одними только изотопами свинца,
можно впасть в серьезную ошибку. Лишь для
очень древних отложений свинцовый метод
дает погрешность около 10%, с которой еще
можно примириться, учитывая колоссальную
отдаленность времени их образования,
исчисляемую миллиардами лет. В остальных
же случаях «свинцовый» возраст горной
породы желательно проконтролировать с
помощью иных элементов.
Гелиевый метод
На подсчете содержания в породе продуктов
радиоактивного распада урана и тория
основан и другой метод, получивший название
гелиевого. И уран и торий выделяют при
распаде гелий:
Гелиевый метод
В геохронологической лаборатории
определяют количество скопившегося
в породе радиогенного гелия, находят
отношение его к общему содержанию
урана и тория.
Затем вычисляют, сколько должно было
пройти лет, чтобы в исследуемом
веществе установилось наблюдаемое
соотношение этих элементов.
Гелиевый метод
Гелий хорошо сохраняется в
магнитном железняке, самородном
железе, а также в некоторых
силикатных минералах, приуроченных
к обогащенным железом
магматическим горным породам.
Удалить гелий из таких пород можно
лишь продолжительным действием
высокой температуры.
Гелиевый метод
Но зато из остальных минералов
этот газ легко улетучивается, и
поэтому абсолютный возраст,
определенный гелиевым методом,
как правило, оказывается
заниженным. Это досадное
обстоятельство заставило
искать другие, более надежные
геологические часы.
Аргоновый метод
Учеными внедрен метод, использующий
накопление в горных породах другого
инертного газа – аргона. Он основывается
на подсчете количества радиогенного аргона
в минералах, содержащих калий. Таких
минералов, к группе которых принадлежат
все слюды и полевые шпаты, в природе
очень много, и распространены они
повсеместно. Поэтому аргоновый метод
быстро нашел широкое применение в
геохронологических лабораториях.
Аргоновый метод
Встречающийся в природе калий состоит
из смеси трех изотопов: калия-39, -40 и
-41. Радиоактивен только калий-40, на
долю которого приходится чуть больше
0,0001 общего количества элемента.
При
радиоактивном
распаде
калия
выделению свободных электронов (бетараспаду) сопутствует обратный процесс
– поглощение электронов атомным ядром:
Аргоновый метод
Это явление, известное под названием
электронного захвата, несколько усложняет
общую
картину.
Поэтому,
чтобы
определить возраст аргоновым методом,
необходимо
не
только
вычислить
наблюдаемое
в
минерале
соотношение
аргона-40 и калия-40, но и учесть
интенсивность электронного захвата и
бета-распада.
Но
и
в
этом
случае
сохраняется основная закономерность: чем
древнее
порода,
тем
больше
в
ней
радиогенного аргона.
Аргоновый метод
В Сибири, на Кавказе, на Украине, в
Средней Азии, на Дальнем Востоке и
в Канаде были проведены определения
геологического возраста аргоновым
методом. Аргоновый метод (его
называют также калий-аргоновым)
занял одно из ведущих мест в
геохронологических исследованиях. И
чем шире внедрялся он в практику,
тем отчетливее проявлялись его
достоинства и недостатки.
Аргоновый метод
Выяснилось, что многие минералы удерживают аргон
очень плохо. Недолго сохраняется он в так называемых
«неустойчивых частях» полевых шпатов. Значит,
если мы будем иметь дело с гранитом, состоящим из
кварца, полевого шпата и слюды, и определим
абсолютный возраст этой породы по слюде, то
полученная цифра окажется заведомо больше, чем
количество лет, исчисленное по шпату. Во избежание
подобного разнобоя необходима сложная
предварительная обработка полевого шпата с
помощью раствора азотнокислого таллия.
Аргоновый метод
Не лучше обстоит дело и с другим
минералом – сильвином, очень широко
используемым при геохронологических
определениях. Недавно стало известно, что
при перекристаллизации горных пород, а
также под действием давления аргон легко
улетучивается из сильвина. Стало быть, на
древних отложениях, которые на
протяжении истории Земли могли
неоднократно подвергаться нагреванию и
сжатию, калий-аргоновый метод может
«не сработать» или привести к серьезным
ошибкам в определении.
Кальциевый метод
Для устранения этого недостатка был
разработан кальциевый метод. Радиогенный
изотоп кальция (кальций-40) образуется в
результате бета-распада калия-40:
Отношение количеств этих двух изотопов и
принимается в качестве показателя возраста
минералов (с поправками на скорость электронного
захвата и бета-распада калия).
Опыты показали, что кальциевый метод может
применяться даже в том случае, когда порода,
содержащая сильвин, испытала перекристаллизацию.
Рубидий-стронциевый метод
В последнее время геохронологическая
датировка слюд и древних
магматических и метаморфических
пород нередко осуществляется с
.
помощью рубидий-стронциевого
метода. Он основан на превращении
рубидия-87 в стронций-87:
Рубидий-стронциевый метод
Самостоятельных минералов рубидий
не образует, но он настолько часто
сопутствует калию, что
большинство калиевых минералов
можно считать пригодными
для
.
определения возраста этим методом.
Необходимо лишь быть уверенным,
что горная порода содержит
стронций только радиогенного
происхождения.
Возраст метеоритов
Существует еще один геохронологический метод,
который использует превращение рения-187 в
осмий-187. Правда, рений довольно редко
встречается в земной коре. Но значительные его
количества приурочены к минералу молибдениту,
который часто находят в кварцевых жилах и
кристаллических гранитоидных породах. Знать
возраст этих пород чрезвычайно важно для выяснения
многих вопросов рудо-образования.
Возраст метеоритов был определен теми же
способами, которые используются при изучении
древних пород Земли. Свинцовый, калий-аргоновый,
рубидий-стронциевый и рений-осмиевый методы
контролировали и дополняли друг друга.
Логика, если она
отражается в истине и
здравом смысле, всегда
ведет к цели, к правильному
результату
ВАЛЕНТНОСТЬ
Слово «валентность»(от лат. «valentia») возникло в середине
XIX в., в период завершения химико-аналитического этапа
развития химии. К тому времени было открыто более 60
элементов. Истоки понятия «валентность» содержатся в
работах разных ученых.
Дж.Дальтон установил, что вещества состоят из атомов,
соединенных в определенных пропорциях. Э.Франкланд,
собственно, и ввел понятие валентности как соединительной
силы. Ф.А.Кекуле отождествлял валентность с химической
связью. А.М.Бутлеров обратил внимание на то, что
валентность связана с реакционной способностью атомов.
Д.И.Менделеев создал периодическую систему химических
элементов, в которой высшая валентность атомов совпадала с
.
номером группы элемента в системе.
Он же ввел понятие
«переменная валентность».
ВАЛЕНТНОСТЬ
Что такое валентность?
Вчитайтесь в определения, взятые из разных
источников.
«Валентность химического элемента – способность
его атомов соединяться с другими атомами в
определенных соотношениях».
«Валентность – способность атомов одного
элемента присоединять определенное количество
атомов другого элемента».
«Валентность – свойство атомов, вступая в
химические соединения, отдавать или принимать
определенное количество электронов
(электровалентность) или объединять электроны
для образования общих для. двух атомов электронных
пар (ковалентность)».
ВАЛЕНТНОСТЬ
Какое определение валентности, по вашему
мнению, более совершенно и в чем вы видите
недостатки других?
Понятие " валентность" имеет смысл
только для двух типов химической связи:
ионной и ковалентной.
В случае ковалентной связи используется
понятие ковалентность:
Ковалентность (Wк) - число ковалентных
связей, образованных атомом.
Ковалентность атома равна числу
.
электронных пар, связывающих
атом с
другими атомами молекулы или кристалла.
ВАЛЕНТНОСТЬ
В случае ионной связи используется понятие
электровалентность:
Электровалентность (Wэ) - абсолютная
величина формального заряда атома.
Если атом образует одну связь, то его
называют одновалентным, если две связи двухвалентным, и т. д.
ВНИМАНИЕ!
В настоящее время очень часто
ковалентность называют просто
валентностью, игнорируя существование
.
электровалентности.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Валентность атома определяется как
сумма электровалентности и
ковалентности: W = Wэ + Wк
Если известно химическое строение вещества,
то валентность каждого из атомов можно
просто посчитать по структурной формуле,
например:
_
1) NaCl, (Nа+ ) (Cl ) Wэ(Nа ) = 1, Wк (Nа) = 0, W(Nа) = 1
Wэ(Cl) = 1, Wк(Cl) = 0, W(Cl) = 1
2) НCl,
Н -Cl
Wэ(Н) = 0, Wк(Н) = 1, W(H) = 1
Wэ(Cl) = 0,. Wк(Cl) = 1, W(Cl) = 1
ВАЛЕНТНОСТЬ
Валентность атома определяется как
сумма электровалентности и
ковалентности: W = Wэ + Wк
3) CaCl2, (Ca2+)(Cl )2Wэ(Ca) = 2, Wк(Ca) = 0, W(Ca) = 2
Wэ(Cl) = 1, Wк(Cl) = 0, W(Cl) = 1
4) CH4,
5) NH4Cl,
Wэ(C) = 0, Wк(C) = 4, W(C) = 4
Wэ(H) = 0, Wк(H) = 1, W(H) = 1
Wэ(H) = 0, Wк(H) = 1, W(H) = 1
Wэ(N) = 1, Wк(N) = 4, W(N) = 5
.
Wэ(Cl)
= 1, Wк(Cl) = 0, W(Cl) = 1
ВАЛЕНТНОСТЬ
Валентность атома определяется как
сумма электровалентности и
ковалентности: W = Wэ + Wк
6) CO2,
O=C=O
7) (H3O)2SO4,
Wэ(C) = 0, Wк(C) = 4, W(C) = 4
Wэ(O) = 0, Wк(O) = 2, W(O) = 2
Wэ(H) = 0, Wк(H) = 1, W(H) = 1
Wэ(OА) = 1, Wк(OА) = 3, W(OА) = 4,
Wэ(OБ) = 1, Wк(OБ) = 1, W(OБ) = 2
Wэ(OВ) = 0, Wк(OВ) = 2, W(OВ) = 2
Wэ(S) = 0, Wк(S) = 6, W(S) = 6
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
- Можно ли, зная только валентности атомов,
входящих в состав вещества, составить
структурную формулу этого вещества?
- Нет, нельзя!
Например, зная, что Wк(O) = 2, а Wк(H) = 1,
можно составить сколько угодно
структурных формул соединений кислорода с
водородом:
H-О-Н, Н-О-О-Н, Н-О- О-О-Н и т.д.
Формально все эти структурные формулы
правильные, но реально существующим
соединениям соответствуют только первые
.
две из них.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Чтобы составить структурную формулу
вещества, нужно прежде всего знать:
1) тип структуры (молекулярный или
немолекулярный);
2) простейшую или молекулярную формулу;
3) тип химических связей (ионные или
ковалентные);
4) валентности атомов.
Для простейших соединений этого
достаточно, а для более сложных потребуется
дополнительная информация (химическая).
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Попробуем составить структурную формулу
сернистого газа. Это молекулярное вещество
с молекулярной формулой SO2. Связи в
молекуле ковалентные: Wк(S) = 4, Wк(O) = 2.
По этим данным можно составить
единственную структурную формулу: O=S=O.
Составим теперь структурную формулу
серной кислоты. Это тоже молекулярное
вещество. Молекулярная формула H2SO4.
Связи в молекуле ковалентные: Wк(H) = 1,
Wк(S) = 6, Wк(O) = 2. .
ВАЛЕНТНОСТЬ
В этом случае по имеющимся данным можно
составить пять " правильных" структурных
формул:
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Чтобы выбрать из них действительно
правильную, нам придется вспомнить,
что серная кислота - гидроксид, а из
этого следует, что все атомы водорода в
ее молекуле связаны с атомами кислорода.
Отсюда правильная структурная
формула серной кислоты:
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Для соединений, в которых атомы связаны только
ионными связями, структурные формулы
составляют, используя заряды ионов, например:
(Na+
_
)(Cl );
(Ca2+
)(Br_
+
2_
)2; (K )2(S
) и т. д.
Валентность и валентные возможности –
важные характеристики химического
элемента.
Что, по-вашему, означает понятие
«валентная возможность»?
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
В толковом словаре С.И.Ожегова:
«Возможность – средство, условие,
необходимое для осуществления чего-нибудь»;
«возможный – такой, который может
произойти, осуществимый, допустимый,
дозволительный, мыслимый».
Валентные возможности атомов –
это допустимые валентности
элемента, весь спектр их значений
в различных. соединениях.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Как можно охарактеризовать валентные
возможности атома?
Для этого прежде всего вспомним, что
должно быть у атома, чтобы он мог
образовать химические связи. Это может
быть:
1) электрический заряд;
2) неспаренный валентный электрон;
3) неподеленная пара валентных электронов;
4) свободная валентная орбиталь.
Все это вместе взятое и определяет
валентные возможности
атома каждого
.
из элементов.
ВАЛЕНТНОСТЬ
При этом надо помнить, что прежде
всего реализуются валентные
возможности, определяемые зарядом и
наличием неспаренных электронов как
в основном, так и в возбужденном
состоянии (основные валентные
возможности), а уж затем определяемые наличием у атома
неподеленных электронных пар и
свободных валентных орбиталей
(дополнительные валентные
.
возможности).
ВАЛЕНТНОСТЬ
Валентные возможности зависят
от того, в каком валентном
состоянии находится атом.
Валентное состояние - состояние
электронной оболочки атома перед
образованием связи.
К валентным состояниям
относятся основное, возбужденные
и ионизированные состояния атома.
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Поскольку валентность атома зависит от
числа неспаренных электронов, полезно
рассмотреть структуры атомов в
возбужденных состояниях, учитывая
валентные возможности. Запишем
электронографические формулы
распределения электронов по орбиталям в
атоме углерода. С их помощью определим,
какую валентность проявляет углерод в
соединениях. Звездочкой (С*) обозначают
.
атом в возбужденном состоянии:
ВАЛЕНТНОСТЬ
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Таким образом, углерод проявляет
валентность IV за счет расспаривания 2s2электронов и перехода одного из них на
вакантную орбиталь. (Вакантный –
незанятый, пустующий (С.И.Ожегов).)
Почему валентность С – II и IV, а Н – I, Нe
– 0, Be – II, B – III, P – V?
Сопоставьте электронографические
формулы элементов и установите причину
.
разной валентности.
ВАЛЕНТНОСТЬ
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Сим Диаграм Валентн Примеры веществ и примечания
вол
ма
ость
эле валентн
мен
ых
та подуров Wэ Wк
ней
атома
H
0
1
Н-- Н, Н--О--Н, Н--С1
H+
1
0
1
0
Соединений не существует.
_
_
2+
.
+
(Na )(H ), (Ca )(H )2
H
_
Примеры веществ и
Си Диаграмма Валентн
ость
примечания
мво валентных ВАЛЕНТНОСТЬ
подуровней
л
атома
эле
Wэ Wк
ме
нта
Be
0
0
-
Be*
0
2
Cl- Be- Cl Энергия, затраченная на
возбуждение, компенсируется
образованием двух ковалентных
связей.
Be2 +
2
0
Склонность к отдаче электронов
.
низкая. Состояние не реализуется.
Сим Диаграм Валент Примеры веществ и примечания
ВАЛЕНТНОСТЬ
вол
ма
ность
эле валентн
мен
ых
та подуров Wэ Wк
ней
атома
В
0
1
-
B*
0
3
ВF3
B3+
3
0
Склонностью к отдаче электронов
.
Образование трех
ковалентных связей дает
выигрыш в энергии,
превышающий затраты
на возбуждение.
не обладает. Состояние не реализуется.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Итак, от чего зависят валентность и
валентные возможности атомов? Давайте
рассмотрим эти два понятия во взаимосвязи
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Расход энергии (Е) на перевод атома в
возбужденное состояние компенсируется энергией,
выделяющейся при образовании химической связи.
В чем отличие атома в основном (стационарном)
состоянии от атома в возбужденном состоянии ?
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Могут ли быть следующие валентности у
элементов: Li – III, O – IV, Ne – II?
Поясните свой ответ, используя электронные и
электронографические формулы этих элементов
.
ВАЛЕНТНОСТЬ
Есть еще один вид валентной возможности
атомов – это наличие неподеленных
электронных пар (образование ковалентной
связи по донорно-акцепторному механизму):
.
Радиоактивность и
ядерные реакции
Самопроизвольное превращение
неустойчивого изотопа одного
химического элемента в изотоп другого
элемента, при котором происходит
испускание элементарных частиц,
называется радиоактивностью.
Если нам известна одна из частиц, получившаяся при
распаде, то можно вычислить и другую частицу,
поскольку во время ядерной реакции соблюдается, так
называемый, баланс масс ядерной реакции.
Ядерные реакции
Суть ядерной реакции схематически можно
выразить так:
Реагенты, вступающие в реакцию →
Продукты, получившиеся в
результате реакции
Ядерная реакция считается
сбалансированной, если сумма атомных
номеров элементов в левой части
выражения будет равна сумме атомных
номеров элементов, полученных после
реакции. Это же условие должно
соблюдаться и для сумм массовых чисел.
Ядерные реакции
Радиоактивный распад атомов:
1.
ᵅ - распад
+
2. ᵝ - распад
3. ᵝ
- распад
4. присоединение электрона
Ядерные реакции
226
88Ra
Во время
=
222
86Rn
+
4
ᵅ - распада ядро
2
He
ᵅ-
исходного атома испускает
частицы, т.е. ядро атома гелия и
превращается в элемент с
порядковым номером меньше на два.
Ядерные реакции
11
6С
=
11
5B
+
+
ᵝ
+
Во время ᵝ - распада в ядре
исходного элемента один протон
превращается в нейтрон,
испускает позитрон, т.е. частицы
с массой электрона и зарядом,
противоположным по знаку заряду
электрона, и превращается в
элемент с порядковым номером
меньше на единицу.
Ядерные реакции
210
83Bi =
210
Po
+
ᵝ
84
Во время ᵝ - распада в ядре
исходного элемента один
нейтрон превращается в
протон, испускает электрон, и
превращается в элемент с
порядковым номером больше на
единицу.
Ядерные реакции
40
40
19K + e =
18Ar
Во время следующего распада
ядро исходного элемента
присоединяет к себе один
электрон с ближайшей
орбитали, и превращается в
элемент с порядковым номером
меньше на единицу.
Ядерные реакции
Предположим, что происходит
ядерная реакция: изотоп хлора
(хлор-35) бомбардируется
нейтроном с образованием изотопа
водорода (водород-1):
35 Cl
17
+ 10n → 3516Х + 11H
Какой Х-элемент будет находиться
в правой части уравнения реакции?
Ядерные реакции
Исходя из баланса масс ядерной реакции,
атомный номер неизвестного элемента будет
равен 16.
В ПСХЭ под этим номером находится
элемент сера. Можно сказать, что в
результате нашей ядерной реакции при
бомбардировке изотопа хлора (хлор-35)
нейтроном получается изотоп водорода
(водород-1) и изотоп серы (сера-35). Этот
процесс называют еще ядерным
превращением.
35 Cl + 1 n → 35 S + 1 H
17
0
16
1
Ядерные реакции
Пример. Изотоп 101-го
элемента — менделевия (256)
был получен бомбардировкой
альфа-частицами ядер атомов
эйнштейния (253). Составьте
уравнение этой ядерной реакции и
напишите его в сокращенной
форме.
Ядерные реакции
Решение. Превращение атомных ядер
.обусловливается их взаимодействием с
элементарными частицами или друг с
другом. Ядерные реакции связаны с
изменением состава ядер атомов
химических элементов. С помощью ядерных
реакций можно из атомов одних элементов
получить атомы других. Превращение
атомных ядер как при естественной, так
и при искусственной радиоактивности
записывают в виде уравнений ядерных
реакций.
Ядерные реакции
При этом следует помнить, что суммы
.массовых чисел (цифры, стоящие у символа
элемента вверху слева) и алгебраические
суммы зарядов (цифры, стоящие у символа
элемента внизу слева) частиц в левой и
правой частях равенства должны быть
равны. Данную ядерную реакцию
выражают уравнением:
Ядерные реакции
Часто применяют сокращенную форму
.записи. Для приведенной реакции она имеет
вид:
253Es (
, n)256Md.
В скобках пишут бомбардирующую
частицу, а через запятую — частицу,
образующуюся при данном процессе.
В сокращенных уравнениях частицы
обозначают соответственно
, p, d, n.
РЕФЛЕКСИЯ
1. Что не понравилось на уроке?
2. Что понравилось?
3. Какие вопросы остались для
тебя неясными?
4. Оценка работы преподавателя и
своей работы (обоснованная).
.
Домашнее задание
1. Изотопы 146Э некоторого
элемента широко используются для
определения возраста предметов,
образованных веществами
органического происхождения.
Укажите:
а) название элемента;
б) число протонов и нейтронов в ядре;
в) число электронов в электронной
оболочке атома.
Домашнее задание
2.Ядерная реакция образования ядер 42Не
из ядер водорода 11Н сопровождается
выделением большого количества энергии
и служит одним из главных источников
энергии Солнца и других звезд:
Какой тип радиоактивных
превращений наблюдается при
этом?
Домашнее задание
3.Облучая нейтронами изотопы
ртути 19680Hg, за месяц можно
получить
1,5 г золота
197
79Au.
Какой тип радиоактивного
распада реализуется при таком
превращении?
Домашнее задание
4. Определите электровалентность,
ковалентность и общую валентность
атомов в следующих веществах:
Домашнее задание
5. Охарактеризуйте основные
валентные возможности атомов
следующих элементов: Na, Ca, Se, Br.
Приведите примеры простейших
соединений этих элементов.
Составьте молекулярные (или
простейшие) и структурные
формулы этих веществ; назовите их.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рудзитис Г.Е. Химия. Неорганическая химия. Учебник для 8
класса общеобразовательных учреждений/Г.Е.Рудзитис,
Ф.Г.Фельдман. 9-е изд., перераб. и доп. М.: Просвещение, 2001.
2. Габриелян О.С. Химия. 8 класс. Учебник для
общеобразовательных учебных заведений. 6-е изд., стереотип. М.:
Дрофа, 2002.
3. Хомченко Г.П. Химия для поступающих в вузы. М.: Высшая
школа, 1993.
4. Чертков А.Г. Физические величины (терминология,
определения, обозначения, размерность, единицы). Справочное
пособие. М.: Высшая школа, 1990.
5. Щукарев С.А. Неорганическая химия. Т. I. Учебное пособие для
химических факультетов университетов. М.: Высшая школа,
1970.
6. Дмитриев И.С., Семенов С.Г. Квантовая химия – ее прошлое и
настоящее. Развитие электронных представлений о природе
химической связи. М.: Атомиздат, 1980.
.
7. Большая Советская Энциклопедия. 2-е изд. М.: БСЭ, 1950, т.3.
ЛИТЕРАТУРА
.
1. Фор Г. Основы изотопной геологии. М.: Мир,
1989, 590 c.
2. Шуколюков Ю.А. Часы на миллиард лет. М.:
Энергоатомиздат, 1984,144 с.
3. Озима М., Подосек Ф. Геохимия благородных
газов. Л.: Недра, 1987, 343 c.
4. Крылов Д.П. Миграция ксенона в цирконах. //
Петрология. 1994. Т.2. № 3. С. 259 - 265.
5. Шуколюков Ю.А., Крылов Д.П., Мешик А.П.
Определение возраста цирконов из
высокометаморфизованных пород методом XesXen-спектров // Геохимия. 1994. № 8, 9. С. 1212
- 1226.
ОЦЕНИВАНИЕ УЧЕБНЫХ
ДОСТИЖЕНИЙ
Критерии для оценивания
контрольной работы:
Критерий А. Единый мир
Критерий С. Научное знание и
понимание
Критерий E. Обработка
информации
Общий критериальный уровень переводится в
отметку
по следующей шкале:
Оценивание по 3 критериям:
Баллы
0-2
Оценка
1
3
4-6
7-9 10-12 13-15 1618
2
3
3
4
7 баллов – превосходно
6 баллов – очень хорошо
4
5
Ждем ваших вопросов и
ответов
Спасибо за внимание!
До скорой встречи!