Dərslik respublikanın universitetlərinin fizika fakültələrinin tələbələri üçün "Atom fizikası"
Download 18.1 Mb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Cədvəl 40.2
- Cədvəl 40.3. Stabil izotoplar və onların yayılması İşarəsi
- 40.3 cədvəlinin davamı
|
Cədvəl 40.1.
210 Bəzi elementlərin izotop tərkibi
İzotoplar Element
Yuvarlaqlaşdı- rılmış nisbi atom kütləsi Yuvarlaqlaşdırılmış Miqdarı (%)
kütlə (a.k. υ
Hidrogen
lor ran 35,5
238 2
35 235
99,986 0,014
75
0,720 99
1 1
Oksigen
X
U
16
16 17 18
37
234
238 99,76
0,04 0,20
25
0,006
,274
Son dövrlərdə nüvə (atom) enerjisinin istehsalı ilə əlaqədar olaraq, izotopların ayrılma ələsi böyük əhə ət kəsb edir. Ona gö izotopları ayı çün digər metodlar da təklif olunmuşdur ki, bunlara da misal olaraq izotopların elektromaqnit, diffuziya, termodiffuziya, fraksion buxarlanma, müb reaksiyaları, m nqaçma ə s. üsullarla ayrılmasını göstərmək olar. Bu üsulların bir çoxunda belə bir faktdan istif bun
mi sı məs
miyy rə də
rmaq ü adilə
ərkəzdə v adə olunur ki, qaz və maye qarışığında müxtəlif hissəciklərin orta kinetik enerjisi eyni olduğundan kütləsi kiçik olan hissəciyin orta sürəti böyük olmalıdır. Ona görə də ağır izotopun atomlarına nisbətən yüngül izotopun atomlarının orta sürəti böyük olur və onlar məsaməli arakəsmələrdən, məhlullarda və s. daha tez diffuziya edirlər. Hidrogenin ağır izotopu, yəni H 2 1
fizikada və kimyada çox mühüm rol oynayır. Deyteriumun xüsusi əhəmiyyəti onunla əlaqədardır ki, o, atom kütləsi əsas izotopun atom kütləsindən 2 dəfə (100%) fərqlənən yeganə izotopdur. Digər elementlər üçün isə ağır izotopun atom kütləsi yüngül izotopun atom kütləsindən çox az fərqlənir (məsələn, neon üçün bu fərq 5 və ya 10%-dir). Məhz a görə də, izotoplar üçün ümu olan qaydadan fərqli olaraq, hidrogenin bu iki izotopu müxtəlif fiziki və kimyəvi proseslərdə özlərini tamamilə fərqli aparır. Təbiətdə təsadüf olunan hidrogenin tərkibində ağır hidrogenin miqdarı çox az olub 0,02%-dir. Deyterium cəmlənmiş halda yalnız ağır su şəklində alınır. Yalnız hidrogen yox, oksigen də izotoplara ) ,
( 18 8 17 8 16 8 O O O malik olduğundan, suyun molekulları arasında izotopların müxtəlif kombinasiyalarına təsadüf olunur. Məsələn, D 2
16
16 , H 2 O 18 , D 2
16 və s. Lakin ağır su dedikdə, yalnız D 2 O molekullarından ibarət su başa düşülür. 40.2 cədvəlindən göründüyü kimi, ağır suyun fiziki xassələri adi və ya yüngül suyun fiziki xassələrindən fərqlənir.
Cədvəl 40.2
211 Ağır (D 2 O) və yüngül (H 2 O) suyun bəzi fiziki xassələri
Xassə D 2
H 2
Sıxlıq, (q/sm 3 ) Donma temperaturu, ( 0
Qaynama t Maksimum sıxlığa malik olduğu temperatur, ( 0
1,1059 3,82
11,60 0,99
4,00
emperaturu, ( 0
101,42 100,00
82 0,00
S) Özlülük, (10 3 SQ Səthi gərilmə, (dn/sm) Sındırma əmsalı
12,60
67,8 1,32844
10,09
72,75 1,33300
Dey
lundu ki, məhlulların elektrolizi zamanı su dey ə ayrılan hidrogen is ül izotopla əşir. Praktik təmiz o yun elektroliz lə alınması m məhz buna əsaslan ğır su adi suya n ng ayrılır adi suyun rkibind qdarı çox az (~10 -2 %) oldu
nun ayr ət qədər əti teriumun kəşfindən sonra müəyyən o sulu teriumla, qaz şəklind ə yüng zənginl
lan (99,9% D 2
anı a yolu i
etodu ır. Elektroliz zam ə ağır suyun mi isbətən lə ğundan o . Həm də
ılması kifay tə ç ndir. Hal-hazırda böyük miqdarda ağır su xüsusi zavodlarda elektroliz prosesi ilə mübadilə reaksiyasının birgə kombinasiyasından istifadə etməklə alınır. Əgər sudakı hidrogenin qaz halında olan hidrogendəki deyteriumla mübadilə olunması ilə gedən mübadilə reaksiyası katalizatorun iştirakı ilə aparılırsa, onda tarazlıq halında sudakı deyteriumun konsentrasiyası qaz fazasında olduğundan təqribən üç dəfə çox olur. Ağır suyun alınması prosesinin sxemi aşağıdakı kimidir. Kolonkanın (borunun) yuxarı hissəsinə verilən su aşağı tökülərək yuxarı qalxan və hidrogenlə qarışdırılmış su buxarı ilə qarşılaşır. Katalizator olduqda hidrogenlə su buxarı arasında mübadilə reaksiyasının baş verməsi nəticəsində deyteriumun bir hissəsi buxarda toplanır və sonra o, suya keçir. Kolonkanın aşağı hissəsində suyun elektrik cərəyanı vasitəsilə parçalanması baş verir və özü də bu zaman suyun parçalanmış hissəsində deyteriumun konsentrasiyası artmaqda davam edir, hidrogen isə buxarla birlikdə yuxarı qalxaraq, aşağıya tökülən suya qarşı hərəkət edir. Bu növ kolonkalar kaskad şəklində birləşdirilir. Ağır suyun alınması böyük miqdar elektrik enerjisinin sərf olunması ilə əlaqədar olduğundan ağır su almaq üçün zavodlar ucuz elektrik enerjisi alına bilən yerlərdə qurulur (hidroelektrik qurğular). 40.2 cədvəlindən göründüyü kimi, öz xassələrinə görə ağır su adi sudan xeyli fərqlənir. Ağır suda bioloji proseslər adi sudakından fərqli şəkildə baş verir. Məhz buna görə də Yer planetində tarixən adi suya öyrəşmiş orqanizmlərin qidalanması üçün ağır su yararsızdır. 40.3 cədvəlində stabil izotoplar və onların yayılma dərəcəsi verilmişdir.
212
Cədvəl 40.3. Stabil izotoplar və onların yayılması
Sıra nöm- rəsi Kütlə ədədi Nisbi yayıl- ması, % İşarəsi Sıra nöm- rəsi Kütlə ədədi Nisbi yayıl- ması, % 1 2 3 4 5 6 7 8 H D
He
Li
Be B
C
N
O
F
Ne
Sc 1
2
3
4 5
6
7
8
9
10
21 1 2 3
3 4
6 7
9 10
11
12 13 14
14
15
16 17 18
19
20
21 22
42 43
44 46
48
45 99,986
0,014
1,3 ⋅10
-4 100
7,30
92,70
100 10,83
81,17
98,892 1,108 10 -10 99,635
0,365
99,759 0,0374 0,2036
100
99,92
0,257 9,823
0,64 0,129
2,13 0,003
0,178
100 Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Ga
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
31
32 23
24 25 26
27
28
29 30
31
32
33 34
36
35 37
36 38 40
39
40 41
40
67 68
70
69 71
70 100
78,98 10,05 10,97
100
92,18
4,71 3,12
100
95,018
0,750 4,215
0,017
75,4 24,6
0,337 0,063 99,600
93,800
0,0119 6,9081
96,92
4,07 18,61
0,62
60,16 39,84
213
40.3 cədvəlinin davamı 1 2 3 4 5 6 7 8
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn Zr
Nb
Mo
22
23
24
25
26
27
28
29
30 40
41
42
46 47
48 49
50
50 51
50 52 53
54
55 54
56 57
58
59 58
60 61
62 64
63
65
64 66 90
91 92
94 96
93
92
94
7,95 7,75
73,45 5,51
5,34
0,23 99,77
4,312 83,76 9,55
2,38
100 5,81
91,64 2,2
0,34
100 67,77
26,16 1,25
3,66 1,16
68,94
31,06
48,89 27,81 51,46
11,23 17,11
17,40 2,80
100
15,84
9,04 Ge
As Se
Br
Kr
Pb
Sr
Y
33
34
35
36
37
38
39
72 73 74
76
75 74
76 77
78 80
82
79 81
78 80 82
83 84
86
85 87
84 86 87
88
89 20,52
27,43 7,76
36,54 7,76
100
0,87
9,02 7,58
23,52 49,82
9,19
50,53 49,47
0,354 2,266 11,56
11,55 56,90
17,37
72,20 27,80
0,55 9,75 6,96
82,74
100
214 40.3 cədvəlinin davamı
1 2 3 4 5 6 7 8
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
43
44
45
46
47
48
49
50
95 96
97 98
100
99 96
98 99
100 101
102 104
103
102
104 105
106 108
110
107 109
106 108 110
111 112
113 114
116
113 115
112 114 115
116 117
15,72
16,53 9,46
28,78 9,63
–
5,68 2,22
12,81 12,70
16,98 31,4
18,27
100 0,80
9,30 22,60
27,10 26,70
13,50
51,92 48,08
1,215 0,875 12,39
12,75 24,07
12,26 28,86
7,78
4,23 95,77
0,94 0,65 0,33
14,36 7,51
Sb
Te
I Xe
51
52
53 54
118 119 120
122 124
121
123
120 122 123
124 125
126 128
130
127 124
126 128
129 130
131 132
134 136
24,21 8,45
33,11 4,61
5,83
57,25 42,75
0,09 2,43 0,85
4,59 6,98
18,70 31,85
34,58
100 0,096
0,020 1,919
26,44 4,075
21,18 26,89
10,44 8,87
215
40.3 cədvəlinin davamı 1 2 3 4 5 6 7 8 Cs
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64 133
130
132 134
135 136
137 138
138
139
136 138 140
142
141 142
143 144
145 146
148 150
145
144
147 148
149 150
152 154
151
153
152 154 155
156 157
100
0,102 0,98 2,42
6,59 7,81
11,32 71,66
0,089
99,911
0,19 0,25 88,49
11,07
100 26,80
12,12 23,91
8,35 17,35
5,78 5,69
–
2,95 14,62
10,97 13,56
7,27 27,34
23,29
47,77 52,23
0,2 2,16 14,68
20,36 15,64
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Hf
65 66
67
68
69
70
71
72
158 160
159 156
158 160
161 162
163 164
165
162
164 166
167 168
170
169 168
170 171
172 173
174 176
175
176
174 176 177
24,95 22,11
100
0,0525
0,0905 2,297
18,88 25,53
24,97 28,18
100
0,154
1,606 33,36
22,82 27,82
15,04
100 0,13
3,03 14,27
21,77 16,08
31,92 12,80
97,40
2,60
0,199 5,23 18,55
216
|
