Atom yadrosi tarkibi

Suniy radioaktivlik
Atom yadrosining tarkibi. Izotopiya hodisasi. E. Rezeford atom yadrosini sun‘iy yo’l bilan parchalash tajribasida jahonda birinchi bo’lib ^ -zarrachalarning g’oyat katta kinetikaviy energiyasidan foydalandi. U ^ - zarrachalar bilan azot atomlarini bombardimon qildi, buning natijasida azot atomi o’zgarib, boshqa xil yadroga aylandi. Atom yadrolarining bunday o’zgarish jarayoni yadro reaksiyasi deb ataladi. Masalan, azot atomlari ^ -zarrachalar bilan bombardimon qilinganda quyidagi yadro reaksiyasi sodir bo’ladi:
¹⁴N  ⁴He¹⁷O¹H
7 2 8 1
Yadro reaksiyasida zarrachalar zaryadlarining va massalarining yig’indisi o’zgarmaydi. Shuning uchun element simvollarining teppasiga yozilgan indekslar yig’indisi ham, pastki yoniga yozilgan indekslar yig’indisi ham yadro reaksiyasi tenglamasining ikkala tomonida bir xil bo’lishi kerak.
Yuqorida keltirilgan yadro reaksiyasi tenglamasidan ko’rinib turibdiki, azot atomi yadrosi — zarracha bilan (geliy atomi yadrosi bilan) to’qnashganda uni yutadi. Hosil bo’lgan beqaror atom yadrosi «tarkibiy yadro» musbat zaryadlangan zarracha — proton chiqaradi, bunda kislorod izotopi ga aylanadi. Demak, bu jarayon natijasida azot va geliy atomlarining yadrolaridan yangi elementlar — kislorod bilan vodorod atomlarining yadrolari hosil bo’ladi.
Hozirgi vaqtda bir elementni sun‘iy yo’l bilan boshqa elementga aylantirish
mumkinligi aniqlangan. Masalan, natriy atomi — zarrachalar (geliy atomi
26
yadrosi ) bilan bombardimon qilinganda magniy izotopi ¹² Mg va proton hosil bo’ladi:
²³Na ⁴He²⁶Mg¹H
11 2 12 1
Berilliy elementi ^ -zarrachalar bilan bombardimon qilinganda, undan chiqadigan nurlarning moddalardan o’tish xususiyati juda Yuqori ekanligi aniqlandi. Ana қhu nurlar elektr jihatdan neytral zarrachalar oqimidan iborat bo’lib, neytronlar deb ata- ladi va « » harfi bilan ishoralanadi. Masalan, berilliy atomi yadrosining neytronlar chiqarish jarayonini quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin:
⁹ Be ⁴He¹²C ¹n
4 2 6 0

D. D. Ivanenko nazariyasiga muvofiq, atom yadrosi proton va neytronlardan iborat bo’lib, neytronning massasi taxminan protonning massasiga teng. Proton va neytronlar yig’indisi nuklonlar deb ataladi. Engil elementlar yadrolarida ularning bir- biriga nisbati 1 : 1 bo’ladi, lekin elementlarning tartib raqami oshgan sari neytronlar soni ko’payib boradi va og’ir elementlarda neytronlarning protonlarga nisbati 1,6: 1 ga etadi.

Shuni ham aytib o’tish kerakki, elektron protondan 1840 marta engil bo’lganligi uchun element atomida elektronlar og’irligini nazarga olmaslik mumkin; u holda atomining og’irligi yadroning og’irligiga teng bo’ladi (ya‘ni atomning hamma massasi yadroga to’plangan deyish mumkin). Yadroning og’irligi esa protonlar massasi bilan neytronlar massasining yig’indisiga teng. Bu zarrachalarning har biri massasi uglerod birligiga teng. Shu sababli elementlarning atom massasi doim butun son bilan ifodalanadi. Ana shu son ayni element izotopining massa soni deb ataladi.
Neytronlar soni A, yadroning massa soni B va elementning tartib raqami N orasida quyidagicha bog’lanish bor,
A = B—N
Masalan, magniy atomi yadrosining massa soni B = 24, tartib raqami N = 12, demak, magniy atomining yadrosida
A = B —N = 24 — 12 = 12 ta neytron bor.
Yengil elementlarning massa soni elementning tartib raqamidan taxminan ikki marta katta, ya‘ni neytronlar soni protonlar soniga deyarli teng. Tartib raqami ortib borishi bilan neytronlar soni bilan protonlar soni orasidagi farq ham ortib boradi.
Tekshirishlardan ma‘lum bo’lishicha, bir element atomlarining massasi turlicha bo’lishi ham mumkin. Masalan, xlor elementini massasi 35 va 37 bo’lgan atomlar aralashmasidan iborat bo’lib, o’rtacha atom massasi 35,453 ga teng. Bu ikki xil xlor atomlarining yadrosida protonlar soni bir xil, ammo neytronlar soni har xildir.
Bir elementning yadro zaryadlari bir xil, ammo massa sonlari turlicha bo’lgan atomlari o’sha elementning izotoplari deyiladi; ayni elementning hamma izotoplari davriy jadvalda bir joyning o’zida joylashadi. Har bir izotop ikki kattalik: massa soni va elementning tartib raqami bilan xarakterlanadi. Massa soni izotop belgisining chap tomoni Yuqorisiga, tartib raqami esa chap tomoni pastiga yoziladi. Masalan, kislorodning massa sonlari 16, 17, 18 bo’lgan izotoplari quyidagicha ishoralanadi: ,
, . Argonning , , . Kaliyning , , izotoplari bor.
Tabiatdagi elementlar o’z izotoplarining aralashmasi bo’lib, ularning davriy jadvalda keltirilgan atom massalari barcha izotoplari massa sonlarining o’rtacha qiymatidir. Masalan, tabiatdagi xlorning 75,4% i massa soni 35 bo’lgan va 24,6% massa soni 37 bo’lgan izotopidan iborat.
Har xil elementlarning massa soni bir xil, ammo yadro zaryadlari har xil bo’lgan atomlari izobarlar deyiladi.
Masalan , , ,
Izotop va izobar hodisalari element kimyoviy xossalarining atom massasiga emas, balki yadroning zaryadiga bog’liq ekanligini ko’rsatadi.