Химическая энциклопедия
 
А Б В Г
Д Е Ж З
И К Л М
Н О П Р
С Т У Ф
Х Ц Ч Ш
Щ Э Ю Я

НУКЛИД , совокупность атомов с определенными значениями заряда ядра Z (числом протонов в ядрах) и массового числа А (суммой чисел протонов Z и нейтронов N в ядрах). Для обозначения Н. используют назв. элемента, к к-рому через дефис присоединяют значение А (напр., кислород-16, иод-131, уран-235), или символ хим. элемента, рядом с к-рым вверху слева указывают А (16О, 131I, 235U). Масса атома Н., выраженная в атомных единицах массы (а. е. м.), округленно равна А (только у одного Н. 12С значение массы атома в а. е. м. целочисленно и в точности равно 12). Точные значения масс атомов отдельных Н. определяют экспериментально методом масс-спектрометрии. В принципе масса атома каждого Н. равна сумме масс протонов и нейтронов, входящих в состав ядер, минус масса, отвечающая энергии связи протонов и нейтронов в ядре (т. наз. д е ф е к т м а с с ы), плюс масса электронов, образующих электронную оболочку атома, минус масса, отвечающая энергии связи электронов с ядром. Для Н. легких элементов массы атомов обычно несколько меньше массовых чисел (напр., масса 16О 15,99491464 а. е. м.), для Н. тяжелых элементов массы атомов м. б. несколько больше массовых чисел (напр., масса 232Th 232,038053805 а.е.м.).

Н. подразделяют на стабильные и радиоактивные (радионуклиды). У каждого элемента с четным Z (до Z = 82) существует 2 или более стабильных Н., встречающихся в природе, у элементов с нечетными Z м. б. 1 или самое большее 2 стабильных нуклида; у "нечетных" элементов Тс (Z = 43), Pm (Z = 61) и у всех "нечетных" элементов с Z >= 85 стабильных Н. нет, все Н. радиоактивны. Всего стабильных Н. ок. 270; из всех радионуклидов ок. 50 встречаются в природе, остальные радионуклиды (ок. 1700) получены искусственно. В настоящее время радионуклиды известны практически у всех элементов. Мн. стабильные и радиоактивные Н. используются как изотопные индикаторы (меченые атомы). В СССР промышленно производится ок. 140 радионуклидов и большое число препаратов, обогащенных определенными стабильными Н.

Для систематики Н. предложены разл. графич. формы; наиб. распространение получила таблица нуклидов, разработанная учеными ФРГ и приведенная, в частности, в т. 3 "Физической энциклопедии" (издательство "Советская энциклопедия", М., 1991). Наиб. надежные результаты эксперим. определения характеристик радионуклидов приведены в издании: "Схемы распада радионуклидов. Энергия и интенсивность излучения". Публикация 38-й Международной комиссии по радиац. защите (МКРЗ: В 2 ч., 4 кн., пер. с англ., М., 1987). Точные значения масс отдельных стабильных Н. и данные об их распространенности в природе содержатся в публикации ИЮПАК (см. "Pure and Appl. Chem.", 1984, v. 56, № 6, p. 695-768).

Н. одного элемента наз. изотопами; Н. разл. элементов с одинаковыми значениями А -и з о б а р а м и. Возможно существование двух и даже трех стабильных изобаров (напр., 96Zr, 96Mo и 96Ru). Из-за различий в энергиях связи протонов и нейтронов в ядрах точные значения масс отдельных изобаров различаются между собой. Н. разл. элементов с одинаковым значением N наз. и з о т о н а м и (напр., 95Мо, 96Тс, 97Ru).

Для ядер стабильных Н. с Z приблизительно до 20-25 число протонов примерно равно числу нейтронов, по мере дальнейшего увеличения Z для стабильных Н. отношение числа нейтронов в ядре к числу протонов постепенно увеличивается до 1,5. Ядра Н., содержащие большее число нейтронов, чем это соответствует стабильным ядрам данного элемента, при радиоактивном распаде обычно испускают b--частицы, причем Z увеличивается на 1; ядра Н., обедненные нейтронами, м. б. как b+-радиоактивными, так и претерпевать электронный захват, при этом Z уменьшается на 1 (см. Радиоактивность).

Распространенность Н. в земной коре зависит от мн. факторов, определяющих устойчивость ядер (энергии связи протонов и нейтронов в них), и от первонач. условий, при к-рых образовывались эти Н. Наиб. распространен в земной коре 16О, ядра к-рого содержат по 8 протонов и нейтронов и являются "дважды магическими". В прир. смеси изотопов кислорода на 16О приходится 99,762 ат. %. Наим. распространенным из стабильных Н. является 3Не (в прир. смеси изотопов гелия на долю 3Не приходится 0,000138 ат. %). В космосе наиб. распространен 1Н. Нек-рые Н. постоянно образуются в результате ядерных реакций и постепенно накапливаются в земной коре (гелий-3, изотопы свинца и др.). Содержание в земной коре прир. долгоживущих радионуклидов (40К, 87Rb, 235U и др.) постепенно уменьшается вследствие радиоактивного распада. Существуют и такие прир. радионуклиды, убыль к-рых за счет радиоактивного распада постоянно компенсируется их образованием в результате радиоактивного распада др. радионуклидов, и поэтому их содержание в земной коре практически не меняется. Так, общее содержание At в земной коре (из прир. радионуклидов At наиб. устойчив a-радиоактивный 210At, период полураспада к-рого Т1/2 8,1 ч), несмотря на его быстрый распад, остается практически постоянным и равным 70 мг (в толще земной коры на глубине до 1,6 км), так как At постоянно образуется как член радиоактивных рядов урана-238 и урана-235 (см. Радиоактивные ряды).

С. С. Бердоносов.

Hosted by uCoz