什么是核素_核素的基本介紹
什么是核素_核素的基本介紹
核素是指具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子。那么你對核素了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是核素的內(nèi)容,希望大家喜歡!
什么是核素
核素是指具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子。很多元素有質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的幾種原子。例如,氫有1H、2H、3H 3種原子,就是3種核素,它們的原子核中分別有0、1、2個中子。這3種核素互稱為同位素。[1] 例如,原子核里有6個質(zhì)子和6個中子的碳原子,質(zhì)量數(shù)是12,稱為碳-12核素,或?qū)懗?2C核素。原子核里有6個質(zhì)子和7個中子的碳原子,質(zhì)量數(shù)為13,稱13C核素。氧元素有16O,17O,18O三種核素。具有多種核素的元素稱多核素元素。自然界僅有一種核素存在的元素稱為單核素元素,如鈹、氟、鋁、鈉等20種元素。質(zhì)子數(shù)為偶數(shù)的元素,可有較多的穩(wěn)定核素,一般不少于3種,而質(zhì)子數(shù)為奇數(shù)的元素,通常只有一個穩(wěn)定核素,一般不會多于兩種,這是由核子的結(jié)合能所決定的。多核素元素中各核素互稱同位素,因為它們處于周期表中同一位置上,化學(xué)性質(zhì)基本相同,但核性質(zhì)不同;單核素元素沒有同位素。核素的質(zhì)量即原子質(zhì)量,總小于孤立質(zhì)子、中子和電子的質(zhì)量總和,在概念上也不等于質(zhì)量數(shù),在數(shù)值上除12C外均與質(zhì)量數(shù)稍有不同。核素的質(zhì)量是用質(zhì)譜儀測定的,這種測定很先進,可測得7位或更多位有效數(shù)字。
原子序數(shù)、質(zhì)量數(shù)、中子數(shù)三者之間的關(guān)系
綜述
核素與核素的符號;原子序數(shù)、質(zhì)量數(shù)、中子數(shù)三者之間的關(guān)系:
具有一定核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù),并且具有同一能態(tài)的一種原子核或原子,稱為一種核素。
核素常用符號AZX 表示,其中X是元素符號,Z是原子序數(shù),A是質(zhì)量數(shù),A-Z=N,N是該核素中的中子數(shù)。由于元素符號X已經(jīng)確定了它的原子序數(shù),因此,通常核素也可簡記為AX。
科學(xué)研究表明,穩(wěn)定性核素對核子總數(shù)有一定限度(一般為A≤209),而且中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)應(yīng)保持一定的比例(一般為N/Z=1~1.5,也有個別例外)。任何含有過多核子或N/Z不適當(dāng)?shù)暮怂?,都是不穩(wěn)定的。A≥209的核素,即元素周期表中釙(Po)之后的所有元素的核素都具有放射性(釙之前的元素,有的核素也具有放射性),它們或是自發(fā)地放射出α射線(即He核),而轉(zhuǎn)變成A較小的新核;或是因核素的N/Z不適當(dāng),其核內(nèi)的中子與質(zhì)子會自發(fā)地相互轉(zhuǎn)變,從而改變N/Z的值,并同時放出一個β-(或β+)粒子。核素衰變后產(chǎn)生的新核幾乎都是處在激發(fā)態(tài),這樣的核或是自發(fā)地放射出γ光子而轉(zhuǎn)變到基態(tài)或較低能態(tài),或是繼續(xù)進行α衰變(或β衰變),直到變成一個穩(wěn)定的核素為止。
理解
核素分為①不同元素不同原子②同種元素不同原子
化學(xué)
具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子叫做核素,符號是
(1)核素的概念界定了一種原子;
(2)絕大多數(shù)元素都包括多種核素,也有的天然元素僅含有一種核素;
(3)核素的種類多于元素的種類,目前發(fā)現(xiàn)的112種元素共有一千多種核素。
核素圖的介紹
化學(xué)元素周期表不能表達核素的內(nèi)容,這就需要有一個與核素概念相適應(yīng)的表達方式,即核素圖(見圖)。在核素圖中,核素是按原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)遞增的順序排列的。在這個意義上核素圖是周期表的進一步發(fā)展。它把質(zhì)量數(shù)相同的核素按縱隊排列,從上到下的直列是同量異位的核素的隊伍;同位核素按質(zhì)量數(shù)遞增的順序依次從左上向右下斜隊排列,是質(zhì)子數(shù)相同的核素列;從左下至右上(或從右上至左下)是同中子異荷素,核素圖側(cè)重于描繪原子核的性質(zhì),如衰變方式、半衰期、熱中子反應(yīng)截面、射線性質(zhì)和能量等,而略去核子電子殼層結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代化學(xué)元素周期系理論和核外電子殼層結(jié)構(gòu)理論是等價的,現(xiàn)代化學(xué)元素周期表如何進一步向超重元素發(fā)展,實質(zhì)上是核素周期系理論所要回答的問題。建立在核子殼層結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上的幻數(shù)核素理論,在一定程度上描述了核素的穩(wěn)定性,從而初步揭示了原子核的內(nèi)在規(guī)律性。然而幻數(shù)理論還遠不像電子殼層理論那樣完整、準(zhǔn)確而令人信服,也就是說量子力學(xué)理論在核層次的應(yīng)用還沒有成功,因此核素圖僅僅是探索核素周期性圖表形式的初步嘗試。
探索核素規(guī)律涉及基本粒子問題,可以把核素視為基本粒子集團,核素的穩(wěn)定性主要取決于中子和原子的確定的結(jié)合方式。在人造核素過程中,各種基本粒子相互作用和轉(zhuǎn)化的奧秘遠沒有完全弄清楚。
元素已經(jīng)失去其作為組成世界萬物基元的意義,現(xiàn)在人類的認識已進入到作為元素組分的基本粒子層次。在認識連接元素原子和基本粒子這個物質(zhì)結(jié)構(gòu)鏈條中,核素概念也許會起到特殊的作用。
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