Частицы в составе атомного ядра состоят из еще более фундаментальных частиц — кварков.

На протяжении двух последних веков ученые, интересующиеся строением Вселенной, искали базовые строительные блоки, из которых состоит материя, — самые простые и неделимые составляющие материального мира. Атомная теория объяснила всё многообразие химических веществ, постулировав существование ограниченного набора атомов так называемых химических элементов, объяснив природу всех остальных веществ через различные их сочетания. Таким образом, от сложности и многообразия на внешнем уровне ученым удалось перейти к простоте и упорядоченности на элементарном уровне.

Но простая картина атомного строения вещества вскоре столкнулась с серьезными проблемами. Прежде всего, по мере открытия всё новых и новых химических элементов стали обнаруживаться странные закономерности в их поведении, которые, правда, удалось прояснить благодаря вводу в научный обиход периодической системы Менделеева . Однако представления о строении материи всё равно сильно усложнились.

В начале XX столетия стало ясно, что атомы отнюдь не являются элементарными «кирпичиками» материи, а сами имеют сложную структуру и состоят из еще более элементарных частиц — нейтронов и протонов, образующих атомные ядра, и электронов, которые эти ядра окружают. И снова усложненность на одном уровне, казалось бы, сменила простота на следующем уровне детализации строения вещества. Однако и эта кажущаяся простота продержалась недолго, поскольку ученые стали открывать всё новые и новые элементарные частицы . Труднее всего было разобраться с многочисленными адронами — тяжелыми частицами, родственными нейтрону и протону, которые, как оказалось, во множестве рождаются и тут же распадаются в процессе различных ядерных процессов.

Более того, в поведении различных адронов были обнаружены необъяснимые закономерности — и из них у физиков стало складываться некое подобие периодической таблицы. Использовав математический аппарат так называемой теории групп , физикам удалось объединить адроны в группы по восемь — два типа частиц в центре и шесть в вершинах правильного шестиугольника. При этом частицы из каждой восьмеричной группы, располагающиеся на одном и том же месте в таком графическом представлении, обладают рядом общих свойств, подобно тому как схожие свойства демонстрируют химические элементы из одного столбца таблицы Менделеева, а частицы, расположенные по горизонтальным линиям в каждом шестиугольнике, обладают приблизительно равной массой, но отличаются электрическими зарядами (см. рисунок). Такая классификация получила название восьмеричный путь (в честь одноименной доктрины в буддистской теологии). В начале 1960-х годов теоретики поняли, что такую закономерность можно объяснить лишь тем, что элементарные частицы на самом деле таковыми не являются, а сами состоят из еще более фундаментальных структурных единиц.

Эти структурные единицы назвали кварками (слово позаимствовано из замысловатого романа Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану»). Эти новые обитатели микромира оказались существами весьма странными. Для начала, они обладают дробным электрическим зарядом: 1/3 или 2/3 заряда электрона или протона (см. таблицу). А далее, по мере развития теории, выяснилось, что отдельно их не увидишь, поскольку они вообще не могут пребывать в свободном, не связанном друг с другом внутри элементарных частиц состоянии, и о самом факте их существования можно судить только по свойствам, проявляемым адронами, в состав которых они входят. Чтобы лучше понять этот феномен, получивший название пленение или заточение кварков , представьте, что у вас в руках длинный эластичный шнур, каждый конец которого представляет собой кварк. Если приложить к такой системе достаточно энергии — растянуть и порвать шнур, то он порвется где-то посередине, и свободного конца вы не получите, а получите два резиновых шнура покороче, и у каждого из них опять окажется два конца. То же и с кварками: какими бы энергиями мы ни воздействовали на элементарные частицы, стремясь «выбить» из них кварки, нам этого не удастся — частицы будут распадаться на другие частицы, сливаться, перестраиваться, но свободных кварков мы не получим.

Сегодня, согласно теории, предсказывается существование шести разновидностей кварков, и в лабораториях уже открыты элементарные частицы, содержащие все шесть типов. Самые распространенные кварки — верхний , или протонный (обозначается u — от английского up , или p — proton ) и нижний , или нейтронный (обозначается d — от down , или n — от neutron ), поскольку именно из них состоят единственные по-настоящему долгоживущие адроны — протон (uud ) и нейтрон (udd ). Следующий дублет включает странные кварки s (strange ) и очарованные кварки с (charmed ). Наконец, последний дублет состоит из красивых и истинных кварков — b (от beauty , или bottom ) и t (от truth , или top ). Каждый из шести кварков, помимо электрического заряда, характеризуется изотопическим (условно направленным) спином . Наконец, каждый из кварков может принимать три значения квантового числа, которое называется его цветом (color ) и обладает ароматом (flavor ). Конечно же, кварки не пахнут и не имеют цвета в традиционном понимании, просто такое название сложилось исторически для обозначения их определенных свойств (см. Квантовая хромодинамика).

Стандартная модель останавливается на уровне кварков в детализации строения материи, из которой состоит наша Вселенная; кварки — самое фундаментальное и элементарное в ее структуре. Однако некоторые физики-теоретики полагают, что «луковицу можно лущить и дальше», но это уже чисто умозрительные построения. По моему личному мнению, Стандартная модель правильно описывает строение вещества, и хотя бы в этом направлении наука дошла до логического завершения процесса познания.

Еще не открытые элементы

Не правда ли удивительно: элементы еще не открыты, а мы уже пытаемся о них рассказать? Но такова наука. Прежде чем начать путешествие в страну неизвестного, ученый намечает путь, используя существующие теоретические представления. Вот о таком еще не пройденном пути в область далеких трансурановых элементов-"сверхэлементов" - будет идти наш рассказ. Окажется ли этот путь прямым и путешествие пройдет без приключений, или встретятся непредвиденные препятствия, покажут будущие эксперименты, в которых, быть может, примут участие и сегодняшние школьники - читатели этой статьи.

Открытие и изучение химических свойств курчатовия (элемент 104) позволяет предсказать химические свойства и даже ориентировочно время жизни элементов 105, 106, 107... Но каковы детальные ядерные свойства (характеристики) этих элементов или элементов с порядковым номером 114- 126? У ученых есть и на этот счет рассуждения и теории.

Все известные трансурановые элементы, кроме 104-го - курчатовия, входят в ряд актиноидов. У этих элементов химические свойства сходны со свойствами лантаноидов - элементов редкоземельного ряда. Уже удалось изучить химию 102-го и 103-го элементов. Опыты, выполненные в Дубне, с несомненностью показали, что курчато-вий - аналог гафния. Основываясь на этих опытах, можно с большей уверенностью предсказывать химические свойства еще не открытых далеких элементов. Теперь, если взглянуть на рисунок 1, станет ясно, что элемент 105 должен быть химическим аналогом тантала, 106 - вольфрама, 107 - рения, и так до 118-го, который должен быть сверхтяжелым благородным газом. (Попробуйте вычислить плотность этого газа при нормальных условиях. Атомный вес 118-го элемента можно считать равным 300.) Элементы 119, 120 и 121 помещены в клетках под францием, радием и актинием и сходны с ними по химическим свойствам. После 121-го начинается третий ряд, элементы которого аналогичны в химическом отношении элементам

лантаноидного и актиноидного рядов. Эти выводы мы делаем, основываясь на периодическом законе Д. И. Менделеева.
Ядерные свойства еще не открытых элементов предвидеть значительно сложнее. А ведь именно ядерными свойствами определяется время жизни элемента, а значит, во многом и возможность его изучения.
Давайте вспомним, что это такое "время жизни". (Здесь речь идет о среднем времени жизни. Но для краткости всюду мы будем писать просто "время жизни".) Все трансурановые элементы нестабильны. Их изотопы распадаются, испуская альфа-частицы (ядра гелия), или делятся на два примерно одинаковых по массе ядра путем самопроизвольного (спонтанного) деления, причем ядра одного и того же изотопа могут и делиться спонтанно, и испускать альфа-частицы. Так, у калифорния-252 из 30 распавшихся ядер в среднем 29 распадаются путем альфа-распада, а одно делится спонтанно. Время жизни изотопа элемента т определяется величиной
где п - число ядер, распадающихся за
единицу времени всеми способами распада, a iV0 - общее количество ядер распадающегося изотопа в момент времени, когда измеряется величина п. Если время жизни изотопа то период его полураспада 0,693 т.
Время жизни 105, 106, 107-го и других элементов, недалеко отстоящих от курчатовия, можно оценить, основываясь на уже известном значении периода полураспада изотопа курчатовий-260, равного 0,3 сек. Так, время жизни изотопов 105-го элемента порядка 0,01 сек, а 106-го и 107-го - порядка 0,001 сек. Изучить изотопы элементов за такое короткое время очень сложно. Но основные трудности связаны с тем, что во время опыта получается очень мало таких ядер - значительно меньше, чем ядер 104-го элемента. Может оказаться, что трудности, которые мы встретим на этом пути, окажутся совершенно непреодолимыми, начиная уже со 107-го - 108-го элементов. Означает ли это, что проблема исследования трансурановых элементов зайдет в тупик?..
Посмотрим внимательно на таблицу периодического закона (рис. 1). За 83-м элементом - висмутом идут полоний, астатин, радон и другие элементы с очень коротким временем жизни их изотопов. Но изотопы более тяжелых элементов - тория, урана, плутония оказываются значительно устойчивее и время их жизни значительно длительнее.
Вот как идет кривая времени жизни тяжелых элементов (рис. 2): после резкого спада за висмутом время жизни тяжелых элементов возрастает (торий, уран, плутоний), а затем вновь убывает (америций, кюрий, ..., 102-й, 103-й, курчатовий). Будет ли новый подъем? Существуют ли долгоживущие элементы с атомным номером, большим 104-го?
Еще на заре ядерной физики - в начале 30-х годов - была замечена странная закономерность: атомные ядра, в которых число протонов или нейтронов равнялось 2, 8, 20, 28, 50, 82 или 126, отличались высокой стабильностью (устойчивостью). Эта закономерность подтверждалась не только физическими экспериментами, но и анализом распространенности разных элементов в природе (по распространенности можно судить о том, насколько стабилен тот или иной элемент). Оказалось, что природные запасы таких элементов, как олово с 50 протонами в ядре, барий с 82 нейтронами и свинец, в ядре которого 82 протона, значительно больше, чем запасы их "соседей" по периодической системе. В то время эти факты не нашли объяснения, и такие числа протонов и нейтронов физики стали в шутку называть магическими. Это название осталось и до нашего времени. Тогда же было отмечено, что если и число протонов, и число нейтронов равны магическим числам, то ядро отличается особо высокой устойчивостью. Примером такого

дважды магического ядра может служить ядро изотопа свинец-208, которое содержит 126 нейтронов и 82 протона.
Современной теории удалось объяснить закономерности образования магических чисел. Оказывается, как и атомные электроны, нуклоны в атомных ядрах образуют нейтронные и протонные оболочки. Строение ядерных оболочек совсем иное, чем электронных, но наиболее устойчивы ядра тех
изотопов, у которых нейтронные и протонные оболочки заполнены. "Сверхэлементом", у которого может существовать дважды магическое ядро, будет 126-й элемент. Ядро дважды магического изотопа этого элемента должно содержать 184 нейтрона. Это магическое число было вычислено теоретически. В области атомного номера 126 поэтому можно ожидать появления изотопов со временем жизни, достаточным для изучения их свойств. Но как долго будут жить такие изотопы - дни, месяцы, годы, пока предсказать невозможно. Ожидается еще одна область стабильных изотопов около атомного номера 114.
Перед учеными встают большие трудности, когда требуется определить свойства таких далеких элементов, как 114 или 126. Еще нет абсолютной уверенности, что вообще должны существовать области стабильности. Но тем интереснее поиск. Ведь в случае, если области стабильности не будут обнаружены, придется во многом пересмотреть современные представления о структуре ядра. Если же предсказание о существовании новых областей стабильности элементов оправдается, то это не только откроет новые перспективы для исследований свойств трансурановых элементов, но и внесет большой вклад в ядерную физику, подтвердив существующие представления о строении ядра.
Посмотрим, что нужно сделать, чтобы проверить эти теоретические предсказания. Попробуем попасть в область 114-го элемента. Для этого необходимо слить два сложных ядра и "перешагнуть" сразу через многие клетки таблицы периодического закона. Самый тяжелый элемент, облучая ядра которого можно получить 114-й элемент,- кюрий. Более далекие элементы трудно использовать из-за их высокой активности. Заряд ядра кюрия - 96.

96 + 18 = 114.

Значит, если слить с ядром кюрия ядро аргона (заряд 18), получится 114-й элемент, а чтобы получить ядро 126-го элемента, облучая торий, нужны ускоренные ядра криптона. Вот ядерная реакция, в которой можно получить ядро 126-го элемента:

90Th232 + збКг82 126310 + 4п.

Элемент 114 - химический аналог свинца, а 126-й входит в третий, редкоземельный ряд. Этот элемент - аналог плутония (рис. 1).
Чтобы шел процесс слияния ядер тория и криптона, скорость ядра криптона должна быть порядка 20 ООО км/сек - в 2500 раз больше скорости искусственного спутника Земли. Самый мощный циклотрон в мире, установленный в Лаборатории ядерных реакций в Дубне, не ускоряет ионы криптона до таких скоростей. Чтобы совершить прыжок через пропасть нестабильности, необходимо построить еще более мощные ускорители. Нужно сделать и многое другое. Так, очень трудной и важной задачей будет создание источника ионов криптона, которые необходимо вводить в циклотрон для ускорения. Эти работы ведутся в Советском Союзе, Франции, США.
Есть и другой путь получения элементов, лежащих в предполагаемых областях стабильности. Это облучение урана ядрами урана, ускоренными до энергий, позволяющих ядрам урана слиться между собой в промежуточное ядро. Заряд такого промежуточного ядра будет равен 184, а массовое число- 476. Мы уже знаем (см. ст. "104-й - курчатовий"), что даже более легкие составные ядра, полученные, например, при бомбардировке урана неоном, как правило, делятся. А такой тяжелый снаряд, как ядро урана, вносит в составное ядро настолько большую энергию возбуждения, что все без исключения составные ядра будут делиться. И среди осколков этого гигантского составного ядра могут оказаться ядра далеких трансурановых элементов, в частности и 114-й и 126-й элементы. Вот пример такой возможной реакции:

92U233+82U238^1841 1 -0Yb16e+12 п.

Чтобы осуществить такую реакцию, необходимо получить пучки ускоренных ядер урана большой интенсивности. Для этого потребуется циклотрон с диаметром полюсных наконечников не менее 10 м и весом в десятки тысяч тонн. Построить такой ускоритель - довольно трудная задача, но она под силу инженерам и ученым, и думается, в недалеком будущем ускорители урана будут созданы. Удастся ли синтезировать и изучить химические свойства 114-го или 126-го элемента в ближайшие годы? Это настолько сложная задача, что сам по себе напрашивается отрицательный ответ. Но ведь совсем недавно не менее фантастической казалась задача исследования химических свойств курчатовия.

В.И. Кузнецов

Размещение фотографий и цитирование статей с нашего сайта на других ресурсах разрешается при условии указания ссылки на первоисточник и фотографии.

Тест достижений по теме «Изменения в составе ядер атомов химических элементов. Изотопы».

	Коррекция.
1.Изотопы – это разновидности………. Одного и того же …….., имеющие одинаковое…….., но разное……………..	Стр. учебника 26.
2.Химический элемент – это…………..
3.Сравните состав изотопов 1Н и 2Н	Стр.26. Сравнить состав изотопов 39К 40К.
4.Что произойдет если в ядро атома О добавить 1 протон?	Стр. 25 со слов «Если изменить число протонов..»
5.Что произойдет, если изменить число нейтронов в атоме?
6.Как определяется относительная атомная масса элементов?	Стр. 26. со слов «Обычно приводимая..»
7.Почему относительная атомная масса выражается дробным числом?
8.Что можно сказать о свойствах изотопов 35Сl 37Сl
9. .Что можно сказать о свойствах изотопов 1Н 2Н 3Н?
10Почему проявляют разные свойства изотопы 40Ar 40K?

Пользуясь названиями элементарных частиц, дайте другое понятие изотопы.

Тест достижений по теме «Строение атома». 8 класс .

	Коррекция.
1.Что такое атом?
2.Кратко изложите строение атома.	Стр.23 со слов «Атом имеет сложное строение…»
3. Дайте характеристику протонов.
4. Дайте характеристику нейтронов.
5. Дайте характеристику электронов.
6. Определите заряд ядра атома кислорода.	Стр.24. «Поскольку атом…»
7. Определите число протонов в ядре атома серы.	Стр. 24. Определите число протонов в ядре атома кислорода.
8. Определите число нейтронов в атоме азота .	Стр.24. Со слов «Как вам известно…»
9. Определите число электронов в атоме серы.	Стр.24. Со слов «Поскольку атом…»
10. Охарактеризуйте строение атомов серы, кислорода, фосфора.	Параграф 24, Охарактеризуйте строение атомов водорода , углерода.

Что произойдет, если в ядро добавить 1 протон, 1 нейтрон, отнять в атоме 1 электрон?

Тест достижений по теме «Строение электронных оболочек атомов»

	Коррекция.
1.Электронное облако - это …….
2. Орбиталь - это……..
3. Электроны, при движении вокруг ядра, образуют электронные облака или……….
4. Как определить количество энергетических уровней в атоме?
5. Определите число уровней в атоме Li.	Стр.29. Определите число уровней в атомеC.
6. Восстановите схему строения атома +n)?)?)?	Рис. 8, стр.29.
7. Запишите схему строения атомовLi S	Стр 30 –31.
8. Запишите схему строения атомов C P	Стр 30 –31.
9. Запишите электронную формулу атома О
10 . Запишите электронную формулу атомов Be Cl

Определите по электронным формулам химический элемент. 1s22s22p3.

Тест достижений по теме « Периодическая система химических элементов и строение атома»

	Коррекция.
1.Металлы имеют тенденцию к………………….электронов.
2. Неметаллы – это………………………
3. В чем кроется причина инертности гелия, неона, аргона, криптона, ксенона и родона.
4. В периоде металлические свойства………., неметаллические……………
5. В подгруппах металлические свойства………., неметаллические……………
6. Сравните металлические свойства K Na.	Стр.36. Сравните металлические свойства K Na.
7. Сравните неметаллические свойства N P.	Стр.36. Сравните металлические свойства В С.
8. Расположите в порядке возрастания металлических свойств Na Mg Al	Стр.36. Расположите в порядке возрастания металлических свойств K Ca Sc
9. Расположите в порядке возрастания металлических свойств Na Si Al	Расположите в порядке возрастания металлических свойств Na Mg Al
10.Расположите в порядке ослабевания неметаллических свойств P Al Cl	Расположите в порядке возрастания металлических свойств N As P

Расположите в порядке возрастания металлических свойств:Mg K Na Al.

Тест достижений по теме «Взаимодействие атомов – элементов неметаллов между собой».

	Коррекция.
1. ковалентной называют связь, возникающую в результате……………………………
2. Восстановите алгоритм действий, необходимый для того, чтобы записать схему образования ковалентной связи. 2.1. Определяют………., по нему выясняют…….. на внешнем слое, 2.2. Определяют число ………электронов по формуле……….. 2.3. Записывают знаки химических элементов с обозначением………….. так, чтобы они были обращены к соседнему атому. 2.4. Записывают …………….. формулу.
3.Запишите, пользуясь алгоритмом, электронную формулу молекулы воды.
4. Запишите, пользуясь алгоритмом, электронную формулу молекулы Фтора.
5. Запишите, пользуясь алгоритмом, электронную формулу молекулы азота.
6. Запишите, пользуясь алгоритмом, электронную формулу молекулы кислорода.
7.Запишите структурные формулы H2 F2 N2	Стр. 40-41. Запишите структурную формулу S2.
8.Восстановите зависимость. Чем больше общих ……….., тем………. связь.
9.Сравните прочность связи в молекулах H2 N2
10. Расположите в порядке увеличения прочности связи вещества S2 Cl2 N2

Обоснуйте правильность решения вопроса 10. Как будет изменяться длина связи в молекулах в соответствующем ряду?

Тест достижений по теме «Ковалентная полярная связь»

	КОРРЕКЦИЯ.
1.Электроотрицательность – это способность атомов химических элементов……..к себе…….. участвующие в образовании химической связи.
2. Ковалентная полярная связь-……
3. . Ковалентная неполярная связь-……
4. Назовите самый электроотрицательный элемент.
5. Как изменяется ЭО в периоде?
6. . Как изменяется ЭО в подгруппе?
7. Запишите электронную формулу HCl	Стр.43. Запишите электронную формулу HF.
8. . Запишите электронную формулу H2S.	Стр. 44-45. . Запишите электронную формулуH2O
9.Определите тип химической связи в веществах:S2 K2O H2S N2
10. В какой из молекул связь более полярна? HCl или HF?

Почему в молекуле PH3 связь ковалентная неполярная?

Тест достижений по теме «Металлическая химическая связь».

Задания	Коррекция.
1. Металлической называют связь…….	Стр46
2. Сколько электронов на внешнем слое у металлов?	Стр46 Со слов «число электронов..»
3. Запишите схему образования металлической связи.	Стр 46.
4. Запишите схему образования металлической связи для кальция, алюминия .	Стр.46. . Запишите схему образования металлической связи для натрия, бария.
5. Укажите черты сходства металлической и ковалентной связей.	Стр. 47.
6. Укажите черты различия металлической и ковалентной связей.	Стр. 47.
7.Назовите свойства металлов, обусловленные строением.	Стр. 47.
8. Определите вид связи в молекуле Na 2	Стр. 47.
9.Запишите схему образования связи в молекуле Na 2	Стр. 47.
10. Какие вещества образованы металлической связью?	Стр. 47.

Металлическая связь имеет черты сходства с ковалентной связью, а что общего у нее с ионной связью? В чем отличие?

Тест достижений по теме «Химические формулы. Относительные атомные и молекулярные массы».

	Коррекция.
1.Химическая формула - это условная запись ………… с помощью…………………	См. определение в тетради.
2.Определите качественный и количественный состав воды по формуле. Н2О	Стр.18. 2 абзац. Определите состав сероводорода Н2S.
3.Относительная атомная масса – это…………… показывающая, во сколько раз масса………… больше массы атома………………	Стр.19. со слов «Масса молекулы…»
4.Определите Аr(Cu), S, O.	Стр 21 Определите Аr(Н) С Мq.
5.Оносительная молекулярная масса это -………., показывающая во сколько раз масса………..больше массы атома………….	Стр.20, определение в тетради.
6.Определите Мr(Н2О), О2, Н2.	Стр 20. .Определите Мr(NH3) H2S.
7.Запишите формулу серной кислоты, зная, что ее молек атома серы, 4 атомов кислорода.	Стр.18. Со слов «Формулы простых веществ..» Запишите формулу азота если он состоит из 2 атомов азота.
8.Что обозначает запись 3Н2О?	Стр.18 со слов «Чтобы отразить..» Что обозначает запись 5Н2О, 10 Н2О?
9.О какой форме существования химического элемента идет речь 5О, 3О2, 5СО2?	Стр.18-19 до слов «Размеры молекул…».О какой форме существования химического элемента идет речь 3N 3NH3 3N2?
10.Запишите формулы 2 веществ: кислорода и озона. Сравните их.	Запишите формулу белого фосфора если молекула его состоит из 4 атомов фосфора.

Определите относительные молекулярные массы сульфата алюминия и гидроксида кальция.

Тест достижений по теме «Простые вещества Металлы».

Вопросы.	Коррекция
1.Металлы – это………………	Параграф 13.
2.Металлы по агрегатному состоянию……….. вещества.	Параграф 13.
3.Вид связи, характерный для металлов.	Параграф 12.
4.Общие физические свойства металлов.
5.Аллотропия – это………………………	Параграф учебника14
6.Аллотропные видоизменения.- это……….	Параграф учебника14
7.Приведите примеры аллотропных видоизменений. Сравните аллотропные видоизменения олова.	Параграф учебника14.
8.Из предложенных химических элементов выберите металлы: Cu N Na Al C Fe.	Периодическая система химических элементов.
9.Объясните, почему металлы проводят тепло и ток?
10.Объясните, почему металлы имеют металлический блеск?

Предположите на основании определения «Металлы» что мы можем назвать неметаллами?

Тест достижений по теме «Простые вещества неметаллы».

	Коррекция.
1.Неметаллы – это химические элементы, которые образуют вещества………………
2.Агрегатное состояние неметаллов…….
3.Приведите примеры простых веществ неметаллов, разных по агрегатному состоянию.
4.Аллотропия – это…………………..
5.Аллотропные видоизменения - это………
6.Дайте характеристику свойств кислорода.
7. .Дайте характеристику свойств озона.
8.Сравните свойства кислорода и озона.
9.Назовите аллотропные видоизменения фосфора.
10Сравните алюминий и серу.

Почему металлы и неметаллы имеют разные свойства?

Тест достижений по теме «Количество вещества»

	Коррекция.
1.Назовите физическую величину, используемую для измерения вещества.	Параграф учебника, Стр 55.
3.Что такое моль?
4.Назовите число Авогадро.
5.Что обозначает число Авогадро?
6.Сколько частиц содержит 1 моль Н2О?
7.Сколько частиц содержит 1 моль S?
8. Сколько частиц содержит 2 кмоль Н2О?
9 Сколько частиц содержит 2 ммоль S?
10Запишите формулы по которым вычисляются: количество вещества, число Авогадро.

§ 8. Изотопы (продолжение)

Изотопы хлора записывают так:

Большинство химических свойств изотопов хлора, а также, например, калия (К и K) или аргона (Ar и Ar), как и изотопов многих других химических элементов, практически не отличаются. Только изотопы водорода из-за резкого кратного увеличения их относительной атомной массы имеют различия в химическихсвойствах. Им даже присвоены индивидуальные названия и химические знаки: протий - Н; дейтерий - H, или D; тритий - H, или T (рис. 37). Теперь мы можем дать современное, более строгое и научное определение химического элемента.

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока - сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

1. Как вы думаете, почему изотопы калия K и аргона Ar, имеющие одинаковые массы, проявляют разные свойства?

2. Почему в таблице Д. И. Менделеева относительная атомная масса аргона близка к 40, а калия - к 39?

3. Пользуясь названиями элементарных частиц, из которых состоят атомные ядра, дайте другое определение изотопов.

4. Почему изотопы хлора одинаковы между собой по свойствам, тогда как свойства изотопов водорода различны?

5. Почему дейтериевую воду D 2 О называют тяжёлой водой? Подготовьте сообщение «Сравнение свойств лёгкой и тяжёлой воды», пользуясь дополнительными источниками информации.

6. Найдите в таблице Д. И. Менделеева три пары элементов, у которых, подобно паре Аг - К, вначале расположен элемент с большим значением относительной атомной массы.

Нас очаровывают поэтические названии элементарных частиц, но в то же время их разнообразие вызывает у нас тихую грусть: как жаль, что мир не так прост и понятен, как представлял его себе Демокрит Абдерский. Главным достижением этого древнегреческого философа (около 460 г. до н. э. — ок. 370 г. до н. э.) было развитие учения Левкиппа об «атоме» — неделимой частице вещества, обладающей истинным бытием, не разрушающейся и не возникающей (атомистический материализм). Демокрит описал мир как систему атомов в пустоте, отвергая бесконечную делимость материи. Атомы, согласно этой теории, движутся в пустом пространстве (Великой Пустоте, как говорил Демокрит) хаотично, сталкиваются и, вследствие соответствия форм, размеров, положений и порядков, либо сцепляются, либо разлетаются. Образовавшиеся соединения держатся вместе и, таким образом, возникают сложные тела. Само же движение — свойство, естественно присущее атомам. Тела — это комбинации атомов. Разнообразие тел обусловлено как различием слагающих их атомов, так и различием порядка сборки, как из одних и тех же букв слагаются разные слова.

Свою частицу Демокрит называл «атомом», т. е. «неделимым». Придумывать названия элементарным частицам умеют и современные ученые.

Бозон

Класс частиц, часто ассоциирующихся с силами, т. е. они выступают носителями силы. Подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна и названы в честь индийского физика Шатьендраната Бозе (1894-1974 г.г.). Суффикс «-он» — греческий; еще сто лет назад его начали постоянно использовать для образования названий вновь обнаруженных частиц.

Фермион

Это тоже целый класс частиц, но они, в отличие от бозонов, подчиняются другой статистике, а именно статистике Ферми-Дирака, и обычно связаны не с силой, а с материей. Названы в честь американского физика итальянского происхождения Энрико Ферми (1901-1954 г.г.), которого наряду с Робертом Оппенгеймером считают одним из отцов атомной бомбы.

Глюон

Вид бозона, ответственный за сильное взаимодействие между кварками. При «обзывании» этих частиц в 1962 году Маррей Гелл-Манн обошелся без греческого языка, а воспользовался обычным английским словом «glue» («клей»), поскольку они как бы склеивают пары кварков в мезоны, а тройки кварков — в протоны и нейтроны атомного ядра. Гелл-Манн также создал термин «глюбол» («шарик глюонов»), коим обозначил гипотетические частицы, составленные из нескольких глюонов.

Нейтрино

Это не имеющие заряда частицы, которые образуются при определенных видах радиоактивного разложения. У них мизерная масса даже по меркам субатомных частиц. Само слово «нейтрино» означает по-итальянски «нейтральная частичка». Впервые о ее возможном существовании заявил в 1930 году Вольфганг Паули и назвал ее «нейтроном». Однако через три года Энрико Ферми переименовал частицу на итальянский манер, в «нейтрино», потому что к тому времени термином «нейтрон» (от латинского «нейтральный», т. е. без заряда) уже начали называть незаряженную крупную частицу, присутствующую в любом атомном ядре.

Электрон

Частица, имеющая неделимое количество отрицательного электрического заряда. Это название предложил в 1894 году ирландский физик Джордж Джонстон Стоуни (1826-1911 г.г.); ученый использовал древнегреческое слово, означающее «янтарь», поскольку естествоиспытатели еще в античной Греции заметили, что если потереть кусок янтаря шерстью, то он начинает притягивать мелкие предметы (поскольку, как мы говорим сегодня, «становится наэлектризованным»).

Мезон

Это частица, составленная из одного кварка и одного антикварка. Ее название происходит от греческого слова «meso», означающего «средний», поскольку мезоны, когда физики впервые их наблюдали и измерили их характеристики, имели массу, среднюю между массами электрона и нуклона (обобщенный термин для частиц, образующих атомное ядро, т. е. для протонов и нейтронов).

Мюон

Когда физикам, все же не имеющим такой же фантазии, как у лириков, не хватало поэтических образов, они называли вновь открытые частицы по буквам алфавита, правда, греческого. В данном случае за основу взята буква «мю» и добавлен уже традиционный в физике элементарных частиц греческий суффикс «-он». Сначала ученые думали, что эта частица является разновидностью мезона (мю-мезон, в отличие от, скажем, пи-мезона), но потом поняли свою ошибку и соответственно переименовали мю-мезон в мюон. Мезоны, как стало ясно со временем, не являются элементарными частицами, поскольку образованы из кварков, тогда как мюон — полноценная элементарная частица. Мюон был одной из частиц, с помощью которых ученые ЦЕРНа обнаружили бозон Хиггса. Исследователи использовали детектор, известный как «компактный мюонный соленоид», чтобы измерять энергию и импульс мюонов, фотонов, электронов и других частиц, возникающих при столкновении адронов на Большом адронном коллайдере.

(продолжение - в следующем номере)

Александр Заякин