Dərslik respublikanın universitetlərinin fizika fakültələrinin tələbələri üçün "Atom fizikası"
Ё108. Atomların elektron konfiqurasiyaları
Download 18.1 Mb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Ё109. Kimyəvi elementlərin dövrü sisteminin izahı
|
Ё108. Atomların elektron konfiqurasiyaları Məlumdur ki, mərkəzi sahə yaxınlaşmasında atomda hər bir elektronun halı dörd dənə n,l,m l və m s kvant ədədləri ilə xarakterizə olunur (ЁЁ105,106). Nəzəri əsasları Ё107-də rh olunmuş Pauli prinsipinə görə isə atomda bu kvant ədədləri ilə xarakterizə olunan şə k elektronun ir edən
1 1 1 1 s l m m l n və
2 2 2 2 s l m m l n kvant ədədlərin Göstərmək olar ki, Pauli prinsipi (buna bəzən qadağan prinsipi də deyilir) eyni bir atomda yerləşən və kvant ədədlərindən biri, ikisi və üçü eyni olan elektronların sayını ciddi şəkildə məhdudlaşdırır. Əvvəlcə atomda üç dənə n,l,m
kvant ədədləri eyni ola bilən elektronların sayını müəyyən edək. Aydındır ki, belə elektronlar dördüncü kvant ədədi m
ilə bir-birindən fərqlənməlid sə yalnız iki dənə +1/2 və –1/2 qiymətlərini ala yalnız iki dənə elektron ola bilər. İndi isə n və l kvant ədədləri eyni olan elektronların maksimum sayını tapaq. l kvant ədədinin verilmiş qiymətində m l kvant ədədi 2l+1 sayda (m
=-l,-l+1,…,0,…, l-1,l) müxtəlif qiymətlər ala bilər və m l -in hər bir qiymətində isə m s
kvant ədədi də iki dənə qiymət alır. Deməli, eyni bir atomda n və l kvant ədədləri eyni olan elektronların maksimum sayı 2(2l+1)-ə bərabərdir. Mərkəzi sahə yaxınlaşmasında atomda hər bir elektronun halı (atom spin orbitalı) dörd dənə n,l,m l və m s kvant ədədləri ilə xarakterizə olunduğu halda, hər bir elektronun enerjisi yalnız n baş və l orbital kvant ədədlərindən asılı olub, m l və m s kvant ədədlərindən asılı deyildir: ε
(Ё105) (hidrogenəbənzər atomlarda isə elektronun enerjisi l orbital kvant ədədindən də asılı deyildir: ε
). Deməli, atomda n və l kvant ədədləri eyni olub, bir-birindən yalnız m l və m s
kvant ədədləri ilə fərqlənən 2(2l+1) sayda hallar çoxluğu mövcuddur ki, bunların da hamısı enerjinin eyni bir ε
qiymətinə uyğun gəlir. Başqa sözlə, çoxelektronlu atomlarda mərkəzi sahə yaxınlaşmasında hər bir elektronun ε
enerji səviyyəsi m l və m s kvant
ədədlərinə görə 2(2l+1) tərtibdən cırlaşmışdır. Atomda eyni enerjili hallar ekvivalent hallar adlanır. Enerjinin eyni bir ε
qiymətinə uyğun gələn (və ya n,l kvant ədədləri eyni olan) 2(2l+1) sayda ekvivalent hallar çoxluğuna elektron təbəqəsi deyilir. Atomlarda elektronların hallarının işarələnməsi qaydasına (Ё106) əsasən atomlarda 1s,2s,3s,…; 2p,3p,4p,…; 3d,4d,5d,…; 4f,5f,6f,… və s. elektron təbəqələri olmalıdır. Yuxarıda deyilənlərdən aydın olur ki, hər bir elektron təbəqəsində ən çoxu 2(2l+1) sayda elektron yerləşə bilər və özü də bu say uyğun l kvant ədədi ilə təyin olunur. 108.1 cədvəlində
718 müxtəlif təbəqələrdə yerləşə biləcək elektronların sayı göstərilmişdir. Əgər təbəqədəki 2(2l+1) sayda halın hamısı elektronlar tərəfindən tutulmuşdursa, belə təbəqə qapalı (dolmuş), əks halda isə açıq (dolmamış) elektron təbəqəsi adlanır. Təbəqədəki elektronların k sayı təbəqənin işarəsinin sağ tərəfində yuxarı indeks kimi yazılır: nl
. Məsələn, 1s 2 ,2p 1 ,2p 6 ,3d 8 ,4d 3 ,4f 12 və s.
Nəhayət, atomda n baş kvant ədədi eyni ola bilən elektronların maksimum sayını tapaq. Məlumdur ki, (Ё98), n baş kvant ədədinin verilmiş qiymətində l orbital kvant ədədi n sa da n baş kva Elektron təbəqəsi l Təbəqədəki elektronların sayı 2(2l+1 yda l=0,1,2,…,n-1 qiymətlərini ala bilər: n və l kvant ədədlərinin verilmiş qiymətinə isə atomda maksimum 2(2l+1) sayda hal uyğun gəlir. Deməli, eyni bir atom nt ədədi eyni ola bilən elektronların maksimum sayı aşağıdakı cəm vasitəsilə tapıla bilər /bax: (98.42)/: ( )
) ( ) 2 1 0 1 0 2 1 2 ...
5 3 1 2 1 2 2 1 2 2 n n l l n l n l = − + + + + = + = + ∑ ∑ − = − = (108.1)
Cədvəl 108.1 )
np nf
0 1 3
2 6
2 10
ng 4 14 18
Atomda n baş ant ədədi eyni olan 2n ayda hallar çoxluğu e tron layı adlanır. Aydındır ki, hər bir elektron layı baş kvant ədədinin qiymət uyğun elektron təbəqələrindən təş olunmuşdur. n baş kvant ədədinin müxtəlif qiy ərinə uyğun olan elektron layları rentgen şüaları spektroskopiyasında qəbul olunm ayda üzrə latın əlifbasının baş hərf ri ilə aşağıdakı kimi işar olunur: şdir.
Atomda eyni zamanda b mun elektronlar yerləşən elektron tə qələ yilir.
Məsələn , azot atomunun ə ın elektron k iqurasiyası ıdak
s 2
p 3 dür ki, kv 2 s lek inə
kil mətl
uş q lə ə n = 1 2 3 4 5
(108.2) lay K
108.2 cədvəlində hər bir elektron layına daxil olan elektron təbəqələri və layda yerləşə biləcək elektronların maksimum sayı göstərilmi ir neçə təbəqədə elektronlar yerləşə bilər. Ato ri çoxluğu a bu atomun elektron konfi bə n qurasiyası de aş ı kimidir: sas halın onf
ağ 2 1 2 2
təbəqə təbəqə təbəqə elektron konfiqurasiyası Hər bir atom üçün prinsipcə sonsuz sayda elektron konfiqurasiyası mümkün
719
bunlardan da yalnız biri əsas hala aiddir. Pauli prinsipindən istifadə edərək ato asını müəyyən edərkən Hund qaydası da nəzərə alınma unun əsas halının elektron konfiqurasiyasına baxaq: 1s 2 2s 2 2 sual meydana çıxır ki, 2p təbə s mların elektron konfiqurasiy lıdır. Məsələn, karbon atom p 2 . Bu zaman belə bir qəsindəki elektronlar necə yerləşmişlər? Spinləri antiparalel olmaqla 2p x –,2p y –,2p z – orbitalların birində (1s 2 2s 2 ↑↓
p 2 2p y 2p z ) yoxsa ki, spinləri paralel olmaqla müxtəlif orbitallarda (1s 2 2s 2 ↑
p 2 ↑ y p 2 2p z )?
Cədvəl 108.2 Elektron layı
n l=0, 1, 2, 3, 4
Laydakı elektronların maksimum sayı K 2
L 1 2 3 2 + 6 6 + 10 + 14 + 18 2 8 M N O
4 5 2 + 6 + 10 2 + 6 + 10 + 14 2 +
18 32
50
Pauli prinsipi hər i el 2p y –,2p z –orbitalların hər birində və ya ikisində spinləri antiparalel olm la ələn,
p y 2p z və
p z ) qadağan etmir. Laki oxlu s da ıraraq Hund m ən etmişdir ki, ekvivalent arda e
tr lel olması enerji baxımından daha lverişli olur (yəni, bu zaman enerji daha kiçik olur). Pauli prinsipinə görə p 2 halı lif kvant kün qədə
llar əvvə həmin orbitallarda Pauli prinsipi mərkəzi sahə yaxınlaşmasında deyil, elektronlar arasında qalıq qar ı təsiri nəzər almaqla atomların elektron konfiqurasiyasını yazarkən, yəni konfiqurasiyasının termlərə parçalanmasını tədqiq edərkən (Ё118) istifadə olunur. Yuxarıda şərh olunanlara əs ların elektron konfiqurasiyasını müəyyən edərkən qurma prinsipindən istifadə etmək əlverişlidir: ki ektronun 2p x –, aq yerləşməsini (məs ↓ y p 2 2 ↑↓ x p 2 2 ↑
p 2 n ç hall ay lek təcrübi faktları araşd onların spinlərinin para üəyy ə
x qadağan olunduğundan, məsələn, ↑
2 ↑ y p 2 2p z halı
↑↓ x p 2 2p y 2p z və ya
↑ x p 2 ↓ y p 2 2p z
hallarına nisbətən daha dayanıqlı olmalıdır. Beləliklə, atomların elektron konfiqurasiyasını yazarkən Hundun təcrübi faktlar əsasında müəyyən etdiyi qayda da nəzərə alınmalıdır: atomların dolmaqda davam edən təbəqələrində elektronlar mümkün qədər spinləri paralel olmaqla müxtə hallarında yerləşirlər. Burada "müm r" sözləri onu göstərir ki, orbita lcə
hər birində bir elektron olmaqla dolmalıdır. Sonra isə
nəzərə alınmaqla ikinci elektron yerləşə bilər. Məsələn, azot və oksigen atomlarının əsas halının elektron konfiqurasiyası aşağıdakı kimi olmalıdır: N: 1s 2 2s 2 ↑
p 2 ↑ y p 2 ↑ z p 2
O: 1s 2 2s 2 ↑↓
p 2 ↑ y p 2 ↑ z p 2
Qeyd edək ki, Hund qaydası və ondan çıxan nəticələr şılıql
ə elektron asən atom
720 1.
Atom orbitallarının elektronlar tərəfindən tutulması, ən kiçik enerjili orbitaldan başlayaraq enerjinin artmasına uyğun surətdə baş verir. 2.
Pauli prinsipinə uyğun olaraq n,l və m l kvant ədədləri ilə xarakterizə olunan hər bir atom orbitalında ikidən çox elektron yerləşə bilməz. i mümkün qədər böyük olsun. izah etm
çoxlu kimyəvi elementlər məlum idi və təbii olaraq belə bir sual eydana çıxırdı ki, bu elementlər arasında müəyyən əlaqə var, yoxsa onların xassələri mamilə təsadüfü olub, bir-birindən asılı deyildir? Əvvəlki dövrdə bir sıra xüsusi qanunauyğunluqların müə . İ. Mendeleyev ilk dəfə bütün elementləri vahid sistemdə ə i qanunu tapmağa müvəffəq oldu ki, bu qanun da atomun quruluşunun ümumiliyinin parlaq ifadəsidir. əkrarlanır. Məsələn, natr
də kimyə assəl bax dan ni o m kütləsi ilə b 3.
elektronlar elə yerləşir ki, onların spinlərinin cəm Qurma prinsipinə əsaslanaraq Mendeleyev cədvəlini (elementlərin dövrü sistemini) ək mümkündür.
XIX əsrin ortalarında m ta
laqələndirən ümum Elementlərin kimyəvi xassələrinin periodik (dövrü) olaraq təkrarlanması qanunu 1869-cu ildə rus alimi D. İ. Mendeleyev tərəfindən kəşf olunmuş və bu qanun kimyəvi elementlərin onun təklif etdiyi dövrü sistemində öz əksini tapmışdır. Mendeleyev o dövrdə məlum olmayan kimyəvi elementləri onların atom kütləsinin (o dövrdəki anlayışlara görə atom çəkisinin) artması ardıcıllığı ilə düzmüş və müşahidə etmişdir ki, elementlərin müəyyən sayından sonra onların kimyəvi xassələri t ium, kalium və s. elementlərdə (qələvi metallarda) litiumun; xlor, brom, yod və s. elementlərdə (halogenlər qrupunda) isə flüorun kimyəvi xassələri təkrarlanır. Mendeleyev hər bir element üçün dövrü sistemdə onun yerini təyin edən sıra nömrəsi z müəyyən etmişdir. Belə ki, atomunun kütləsi böyük olan elementin z sıra nömrəsi də böyük olmalı idi. Lakin bəzi hallarda bu qayda pozulurdu, yəni atom kütləsi böyük olan element yüngül elementdən qabaqda yerləşdirilməli olurdu. Məsələn, ( Ar 40 18 – K 39 19 ), ( Te 128 52
J 127
53 ), ( Co 59 27
58 28 ). Bundan başqa, sonralar kimyəvi elementlərin izotopları (Ё40), yəni z sıra nömrəsi eyni, lakin atom kütləsi müxtəlif olan atomlar kəşf olundu (məsələn, hidrogenin üç izotopu H 1 1
2 1 , H 3 1 ). Bu isə o deməkdir ki, atom kütləsi elementin fərdi xassələrini birqiymətli təyin edən sabit hesab edilə bilməz. Belə ki, izotopların atom kütləsi müxtəlif olsa da, kimyəvi xassələri eynidir. Ona görə vi x
ımın ey lduqları üçün dövri sistemdə izotoplar eyni bir xanədə (yerdə) yerləşdirilməli idi (izotop sözü yunancadan hərfi mənada tərcümədə "eyni bir yeri tutan" deməkdir). Kimyəvi elementlər əslində izotopların qarışığından ibarətdir. Elementin kimyəvi üsullarla təyin edilmiş ato u elementi təşkil edən bütün izotopların atom kütlələrinin orta qiymətinə bərabərdir. Qeyd edək ki, müxtəlif atom kütləsinə, lakin eyni kimyəvi xassələrə malik olan elementlərlə (izotoplarla) yanaşı, atom kütləsi eyni olub, kimyəvi xassələri müxtəlif olan elementlər (izobarlar) da mövcuddur. Bütün bunlar göstərir ki, dövrü sistemin əsaslı şəkildə izahına ehtiyac vardır. Mendeleyevin özü dəfələrlə qeyd etmişdir ki, dövrü sistem gələcəkdə daha da inkişaf etdiriləcəkdir. Atomun və atom nüvəsinin quruluşu ilə əlaqədar olaraq meydana çıxan bir sıra
721
kəşflərdən sonra elementlərin dövrü sistemi xüsusilə mühüm əhəmiyyət kəsb etməklə yanaşı, həm də özünün müasir dövrdəki nisbətən dolğun izahını tapdı. Məsələn, rentgen spektrlərinin öyrənilməsi, α –hissəciklərin atomlardan səpilməsinə aid təcrübələrin təhlili və s. qətiyyətlə sübut etdi ki, elementin dövri sistemdəki z sıra nömrəsi uyğun atomun nüvəsinin yükünü müəyyən edir və eyni zamanda neytral atomdakı elektronların sayına bər onların atom kütləsinə uyğun olaraq inamla yerləşdirmək mümkündür. 8 elem ndeleyev ya atom kütləsini, ya biətdə rast gəlinmir. Bu dörd element sonralar laboratoriya şəra ut (
83 ıra
abərdir. Elementlərin dövri sisteminin kəşf olunduğu dövrdə (1869) cəmi 63 kimyəvi element məlum idi. Mendeleyev 10-dan artıq kimyəvi elementin mövcud olmasını qabaqcadan söyləmiş və hətta onlardan üçünün (skandium 21 Sc, qalium 31 Ga, germanium 32 Ge) əsas fiziki və kimyəvi xassələrini də əvvəlcədən müəyyən etmişdi. Mendeleyev kimyəvi elementlərin dövri sistemini qurarkən gördü ki, 63 elementdən yalnız 35-ni entin dövri sistemdə vəziyyəti anlaşılmaz idi. Məsələn, başa düşülmürdü ki, nə üçün sink (Zn), kadmium (Cd) və civə (Hg) elementləri maqnezium (Mg), kalsium (Ca), sirkonium (Zr) və barium (Ba) ilə, manqan (Mn) isə halogenlərlə (VII qrup elementləri) eyni bir qrupa düşür. Bundan başqa digər 20 element üçün Me da ki, yerləşmə ardıcıllığını dəyişməli olurdu. Bir çox hallarda bu dəyişiklik kəskin olurdu. Məsələn, seriumun (Ce) atom kütləsi 92 idi, lakin Mendeleyev onun atom kütləsini 138 götürməli oldu (müasir qiymət 140,12-dir); torium (Th) və uranın (U) atom kütləsi, o dövrdə uyğun olaraq, 116 və 120 olduğu halda, Mendeleyev göstərdi ki, bu ədədlər müvafiq surətdə 232 və 240 götürülməlidir. Mendeleyev dövri sistemdə bəzi yerləri boş saxlayaraq belə hesab edirdi ki, həmin yerləri tutacaq elementlər hələlik kəşf olunmamışdır. Məsələn, o, yuxarıda qeyd etdiyimiz üç elementin (Sc, Ga, Ge) mövcudluğunu qabaqcadan söyləmiş və onları, uyğun olaraq, ekabor, ekaalüminium, ekasilisium adlandırmışdı. Burada "eka" söz önlüyü göstərir ki, dövri sistemdə bu elementlər, uyğun olaraq, bor (B), alüminium (Al) və silisiumun (Si) altında yerləşməlidir. Bir qədər sonra, 1875-ci ildə, qalium (Ga) adlanan element kəşf olundu. Mendeleyev dərhal göstərdi ki, qalium onun qabaqcadan söylədiyi məhz ekaalüminiumdur və onun atom kütləsi 68-ə yaxın, sıxlığı isə 6,0-5,9; atom həcmi isə 11,5 olmalıdır. Doğrudan da, müəyyən edildi ki, qaliumun atom kütləsi 69,7; sıxlığı 5,96 və atom həcmi 11,7-dir. Təsirsiz qazlar yalnız XIX əsrin sonlarında kəşf olunmuşdu. Mendeleyevin dövründə lantanidlər (nadir torpaq elementləri) qrupundan yalnız üç dənə element məlum idi: serium, didim (prazedium və neodiumun qarışığı) və erbium. Hal-hazırda isə 14 dənə nadir torpaq elementinin hamısının xassələri öyrənilmişdir. 1937-ci ildə 92 kimyəvi element məlum idi və onlardan 4 dənəsi, radioaktiv olduğu üçün, praktik olaraq tə itində alındı. Belə ki, 1937-ci ildə E.Serqe molibdeni ( 42 Mo) deytronlarla bombardman edərək sıra nömrəsi z=43 olan və texnesium adlandırılan elementi aldı. Bu elementin ən dayanıqlı (stabil) Tc 99 43
⋅10 5 ildir. 1938-ci ildə neodiumun ( Nd) deytronlarla bombardm 60 an edilməsi nəticəsində sıra nömrəsi z=61 olan nadir torpaq elementinin alınması haqqında ilk məlumat verildi. Lakin bu element nisbətən böyük miqdarda ( ∼1,5 q) yalnız 1947-ci ildə alındı və prometium adlandırıldı. Prometiumun ən dayanıqlı Pm 147
61 izotopunun yarımçevrilmə periodu ~2,5 ildir. 1940-cı ildə E. Serqe bism Bi) elementini α –hissəciklərlə şüalandıraraq s 722
nöm n ən d
u 22 dəqiqəyə bərabərdir. üm avam edir. sən 92 izotopunun miqdarı ~0,7% təşkil edir v maraqlıdır ki, məh iətdə
mö n 2,
ən ışlar. Bu iki elem ə m
arın sa rəsi z=85 olan və onun tərəfindən astatin adlandırılan elementi kəşf etdi. Bu elementin ən stabil
210
85 izotopunun yarımçevrilmə periodu 8,3 saatdır. Fransız alimi M. Pere 1939-cu ildə sıra nömrəsi z=87 olan və fransium adlanan qısaömürlü elementi kəşf etdi. Fransiumu ayanıqlı
223
87 izotopunun yarımçevrilmə period Nəhayət, qeyd etmək lazımdır ki, nüvə fizikası inkişaf etdikcə sıra nömrəsi z=93 olan neptuniumdan başlayaraq hamısı radioaktiv olan transuran (urandan sonrakı) elementlərin süni yolla alınması m kün olmuşdur və bu proses yəqin ki, bu gün də d Hal-hazırda dövri sistemdəki elementlər içərisində təbiətdə mövcud olan sonuncu stabil kimyəvi element urandır ( 92 U). Uranın təbiətdə əsa U 8 və U 235 92 izotopları rast gəlinir (Ё40). Təbii uranda U 235
92 23 ə z bu izotop nüvə reaktorlarında yanacaq kimi istifadə olunur. Uran da daxil olmaqla dövri sistemdəki 92 elementdən yalnız 90 element təbiətdə stabil halda rast gəlinir. İki element – texnesium ( 43 Tc) və prometium ( 61 Pm) isə təb vcud deyildir. Bunun səbəbi ondan ibarətdir ki, həmin iki element radioaktivdir və onların yarımçevrilmə periodu (daha vacib olan Tc 99 43
12 ⋅10
5 il,
61 Pm
izotopları üçün isə bir neçə ild 10 illərlə) isə Yerin yaşından çox kiçikdir və ona görə də Yer planeti yaranandan sonra bu elementlər tamamilə çevrilib qurtarm ent sıra nömrəsinə görə onlara qonşu olan (təbiətdə mövcud olan) elementlərdən radioaktiv çevrilmə nəticəsində alına bilmirlər, çünki bu qonşu elementlərin hamısı stabildir. Daha ağır elementlərin atomları dayanıqlı şəkild övcud ola bilmir. Bu onunla izah olunur ki, ağır nüvələrdə protonlar arasındakı Kulon itələmə qüvvələri cazibə xarakterli nüvə qüvvələrinə nisbətən böyük olur və nəticədə nüvə dayanıqsız olur. Nüvəni təşkil edən nuklonlar arasındakı nüvə cazibə qüvvələrinə nisbətən nüvədəki protonlar arasında itələmə qüvvələrinin böyük olması isə ona görə baş verir ki, Kulon qüvvələri uzağa təsir edən qüvvələrdir. Belə ki, nüvədə hər bir proton praktik olaraq bütün digər protonlarla qarşılıqlı təsirdə olur və bunun sayəsində qarşılıqlı təsir enerjisi nüvədəki protonların sayının kvadratı ilə düz mütənasib olaraq ) (~
p N artır. Digər tərəfdən, nüvə cazibə qüvvələri yaxına təsir qüvvələri olduğu üçün onların təsiri yalnız ~10 -12 sm tərtibli məsafələrdə təzahür edir, yəni nüvədə yalnız iki qonşu nuklon bir-biri ilə nüvə qüvvələri vasitəsilə qarşılıqlı təsirdə ola bilər. Bu isə o deməkdir ki, nüvə qarşılıqlı təsirinin enerjisi nüvədəki nuklonların N sayı ilə (N 2 ilə yox) düz mütənasib olur. Deməli, nüvə qarşılıqlı təsirinin enerjisi nuklonların sayından asılı olaraq nüvədəki protonlar arasındakı Kulon itələmə enerjisinə nisbətən ləng artır. Nuklonl yı az olduqda nüvə qüvvələri Kulon qüvvələrinə nisbətən böyük olduğundan, nüvə qarşılıqlı təsirinin enerjisi də Kulon itələmə enerjisindən xeyli böyük olur. Lakin nüvədəki nuklonların sayı artdıqca elə bir an gəlib çatır ki, cazibə qüvvələri artıq Kulon itələmə qüvvələrini kompensasiya edə bilmir və nüvə stabil (dayanıqlı) olmur. Elementlərin dövri sisteminin sonlu olması fikri də məhz bu mülahizələrlə əlaqədardır. Yeri gəlmişkən qeyd edək ki, bu fikrin əksinə olaraq dövri sistemin sonsuz olması kimi mübahisəli ideya da mövcuddur. Bu ideya ona əsaslanır ki, sonsuz hesab edilən Kainatda kimyəvi elementlərin də sayı sonsuz olmalıdır. Dövri sistemdə urandan sonra yerləşən (transuran) və stabil olmayan elementlərin, yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi, süni yolla alınması mümkün olmuşdur. Transuran
723
elementlərin əksəriyyəti Q. Siborqun rəhbərlik etdiyi laboratoriyada alınmışdır. Aşağıda bəzi transuran elementlər haqqında qısa məlumat verilir. Birinci transuran element olan neptunium ( 93 Np) 1940-cı ildə uranı tsiklotronda sürətləndirilmiş deytronlarla şüalandırmaqla alınmışdır. Uran ( U 238
) əvvəlcə deytronun 92 tərkibində olan neytronu zəbt edərək U 239 92 izotopuna çevrilir. Bu izotopun yarımçevrilmə periodu 23 dəqiqədir. Sonra həmin izotop özündən elektron buraxaraq Np 239
93 elementinə çevrilir ki, bunun da yarımçevrilmə periodu 2,3 sutkadı –dən
pl ə pe
241 63 nun i 32 M . Kür
miqd ə bir
cəsi nmı
r. Neptuniumun Np 231
93 Np 93 -a kimi müxtəlif izotopları vardır ki, bunların da yarımçevrilmə periodu 7,3 dəq– 2,2 ⋅10
240 6 il kimi geniş bir intervalda yerləşir. "Neptunium" adı Günəş sistemində Uran planetindən sonra yerləşən Neptun anetinin adına oxşar olaraq götürülmüşdür. Neptunium elementi böyük kütləyə malik miqdarda alınmışdır. İkinci trasuran element olan plutonium ( 94 Pu) da 1940-cı ildə yarımçevrilm riodu 2,3 sutka olan neptuniumdan elektronun buraxılması nəticəsində alınmışdır. Plutoniumun 94 -dan
Pu 246
94 -a kimi müxtəlif izotopları vardır və onlar üçün yarımçevrilmə periodu 30 dəq–4,9 ⋅10
Pu 232
10 il intervalını əhatə edir. Məsələn, Pu 239
94 izotopunun yarımçevrilmə periodu 24360 il, spontan bölünməyə nisbətən yaşama müddəti isə 5,5 ⋅10
15 ildir.
"Plutonium" adı Günəş sistemində Neptun planetindən sonra gələn Pluton planetinin adına uyğun şəkildə götürülmüşdür. Amersium ( 95 Am) elementi 1944-cü ildə kəşf olunmuşdur. Yarımçevrilmə periodu 13 il olan Pu 94 izotopu elektron buraxaraq Am 241
95 izotopuna çevrilir. Bu izotopun yarımçevrilmə periodu 470 ildir. Amerisium elementinin
237
95 -dan
Am 241
95 -ə qədər izotopları məlumdur ki, bunların da yarımçevrilmə periodları 25 dəq–8000 il intervalında yerləşir. Sıra nömrəsi z=95 olan bu element Amerikanın şərəfinə amerisium adlandırmışdır. Lantanidlər sırasında bu elementə Avropanın şərəfinə adlandırılmış yevropium ( Eu) elementi uyğun gəlir. Amerisium elementi qramlarla ölçülən miqdarda alınmışdır. Kürium (
96 Cm) elementi də 1944-cü ildə Pu 239
94 izotopu
enerjis eV olan helium ionları ilə şüalandırılmasından alınan məhsullar içərisində aşkar edilmişdir. Kürium elementinin Cm 238
96 -dan
Cm 249
96 -a qədər izotopları məlumdur və bunların da yarımçevrilmə periodları bir neçə saatdan 10 milyonlarla ilə qədər olan intervalda yerləşir. Bu element təbii radioaktivliyin görkəmli tədqiqatçıları olan ər-arvad Pyer və Mariya Kürinin şərəfinə kürium adlandırılmışdır ium elementi milliqramlarla ölçülən miqdarda alınmışdır. Berklium ( 97 Bk) elementi 1949-cu ildə Am 241
95 elementindən olan hədəfin helium ionları ilə şüalandırılması nəticəsində alınmışdır. Berkliumun
243
97 -dan
Bk 250
97 -a qədər izotopları məlumdur ki, onların da yarımçevrilmə periodu ~3 saatdan 7000 ilə qədər zaman intervalında yerləşir. Bu element bir çox transuran elementlərin alındığı laboratoriyanın yerləşdiyi Berkli şəhərinin şərəfinə berklium adlandırılmışdır. Berklium elementi mikroqramın onda biri tərtibində olan arda alınmışdır. Kalifornium ( 98 Cf) elementi 1950-ci ild neçə milliqram Cm 242
96 elementinin enerjisi 35 MeV olan helium ionları ilə şüalandırılması nəti ndə a
şdır. Bu elementin Cf 244
98 -dan
Cf 254
98 -a qədər izotopları məlumdur və onların yarımçevrilmə lı
periodu 25 dəqiqədən bir neçə yüz ilə qədər olan intervalda yerləşir. Kalifornium elementi mikroqramın yüzdə biri tərtibində olan miqdarda alınmışdır. Bu element Kaliforniya universitetində kəşf olunduğu üçün həmin universitetin və Kaliforniya ştat
F rvalın
olan helium ionları ilə şüalandırılması nəticəsində alın
elem transuran elementlərin əks təsilə
sıras r dənə
aq mümkün olmuşdur. Həmin ının şərəfinə kalifornium adlandırılmışdır. Eynşteynium ( 99 Es) elementi 1952-ci ildə kəşf edilmişdir. Onunla yanaşı həm də fermium ( 100
m) elementi də tapılmışdır. Bu elementlər istilik-nüvə partlayışından sonra alınan və tərkibinə ağır elementlər daxil olan nümunələrin analizi zamanı müşahidə olunmuşdur. Eynşteyniumun
246
99 -dan
Es 256
99 -ə qədər izotopları məlumdur ki, bunların da yarımçevrilmə periodu bir neçə dəqiqədən ~300 günə qədər olan intervalda yerləşir. Bu elementin çəki ilə ölçülə bilən miqdarı alınmamışdır və onu yalnız indikatorlar vasitəsilə müşahidə etmək mümkün olmuşdur. Həmin element A. Eynşteynin şərəfinə eynşteynium adlandırılmışdır. Fermium ( 100
Fm) elementinin Fm 250
100 -dan
Fm 256
100 -a qədər izotopları vardır ki, bunların da yarımçevrilmə periodu 0,5-30 saat inte da yerləşir. Bu element də yalnız indikator vasitəsilə müşahidə oluna bilən miqdarda alınmışdır və E. Ferminin şərəfinə fermium adlandırılmışdır. Mendeleyevium ( 101
Md) elementi 1955-ci ildə tərkibinə çox az miqdarda Es 255
99 daxil
olan hədəfin enerjisi 41 MeV mışdır. Təcrübələr zamanı mendeleyevium entinin cəmisi 17 atomu alınmışdır və onların yarımçevrilmə periodunun ~3,5 saat olduğu müəyyən edilmişdir. Mendeleyevium elementinin izotoplarının kütlə ədədi 251-261 hüdudunda, onların yarımçevrilmə periodları isə bir neçə saniyədən bir saata qədər olan intervalda yerləşir. Sonralar mendeleyevium elementinin bir neçə yüz atomu müşahidə olunmuşdur. Bu element D. İ. Mendeleyevin şərəfinə mendeleyevium adlandırılmışdır. Nobelium ( 102
No) elementi 1958-ci ildə tərkibində Cm 246
96 olan hədəfin karbon ) (
6 C atomunun ionları ilə şüalandırılması nəticəsində alınmışdır. Bu zaman yaranan və yarımçevrilmə periodu ~3 saniyə olan
254
102 nobelium izotopu Fm 250
100 izotopuna çevrilir. Bu element A. Nobelin şərəfinə nobelium adlandırılmışdır. Lourensium ( 103 Lr) elementi 1961-ci ildə kəşf edilmiş və E. Lourensin şərəfinə adlandırılmışdır. E. Lourens tsiklotronun ixtiraçısıdır və əriyyəti tsiklotronda sürətləndirilmiş hissəciklər vasi alınmışdır. Aktinidlər ı lourensium elementi ilə sona çatır. Hal-hazırda sıra nömrəsi z=109 olan element məlumdur, yəni indi dövri sistemə 109 kimyəvi element daxildir. 1983-cü ildə alman alimləri tərəfindən 109-cu elementin bi atomu alınmışdır. 1984-cü ildə isə Dubnada bu elementin səkkiz atomunu alm ildə Dubnada sıra nömrəsi z=108 olan elementin iki izotopu alınmışdır. Qeyd edək ki, yuxarıda göstərilən nobelium ( 102 No) və ( 103 Lr) elementləri üçün bu adlar ilk dövrdə mübahisə doğurmuşdur. Belə ki, Dubna alimləri 102-ci elementi Jolio-Kürinin şərəfinə joliotium (Ji), 103-cü elementi isə Rezerfordun şərəfinə rezerfordium (Rf), 105-ci elementi isə Nils Borun şərəfinə nilsborium (Ns) adlandırılmasını təklif etmişlər. Digər transuran elementlərə isə hələlik ad verilməmişdir (əlbəttə, əsas məsələ elementin necə adlandırılması deyil, onun kəşf olunması və dövri sistemdəki z sıra nömrəsidir). Mendeleyevin təbirincə onları ekavolfram, ekarenium, ekaosmium, ekairidium adlandırmaq olar. Sıra nömrəsi 103-dən böyük olan transuran elementləri almaq üçün ağır nüvələrin
725
iştirakı ilə baş verən birləşmə və bölünmə nüvə reaksiyalarından istifadə olunur. Plutonium ( 94 Pu), kürium ( 96 Cm) və kaliforniumdan ( 98 Cf) ibarət olan hədəfləri karbon ( 6 C), oksigen ( 8 O) və neon ( 10 Ne) ionları ilə bombardman etdikdə həyəcanlanmış mürəkkəb (birləşmiş) nüvələr alınır ki, onların da "soyuması" üçün bir neçə neytronun buraxılması baş verir. Lakin belə mürəkkəb nüvələrin bölünməsi ehtimalı neytronların buraxılması ehtimalından dəfələrlə böyük olduğundan, həmin nüvələrin çox az bir hissə (10
si liumla bitir. İkinci dövr üçüncü element olan litiumla başlayır. Litium da birv lir və bununla da ikinci dövr tamamlanır. Natrium da litiu də lantandan sonra gələn və sıra nömrəsi
-8
-10 ) transuran elementlərə çevrilir. Qurğuşun ( 82 Pb) nüvələrindən ibarət olan hədəfi arqon ( 18 Ar), titan ( 22 Ti) və xrom ( 24 Cr) ionları ilə bombardman etməklə də bəzi transuran elementləri almaq mümkün olmuşdur. Bütün son transuran elementlər olduqca kiçik miqdarda alınmış və həm də onların yaşama müddətinin çox kiçik olduğu müəyyən edilmişdir. Elementlərin dövri sistemini müxtəlif formalarda tərtib etmək olar. Hal-hazırda dövri sistem üçün iki formada cədvəl daha geniş istifadə olunur: uzunperiodlu (cədvəl 109.1) və qısaperiodlu (cədvəl 109.2). Uzunperiodlu cədvəl nəzəri baxımdan daha yaxşı əsaslandırılmış hesab olunur. Ona görə də bu cədvəldə (cədvəl 109.1) sıraları (dövrləri) ardıcıl surətdə nəzərdən keçirək. Birinci dövr iki elementdən ibarət olub, birvalentli hidrogen ilə başlayır və təsirsiz qaz olan he alentlidir, nümunəvi metaldır və kəskin qələvi xassələrinə malikdir. İkinci dövr üzrə sağa doğru hərəkət etdikcə bu xassələrin ikisi də xeyli zəifləyir və tədricən əks xassələr özünü biruzə verməyə başlayır; doqquzuncu element (flüor) litiumun tam əksi (antipodu) olaraq nümunəvi metalloiddir (halogendir) və kəskin turşu xassələrinə malikdir. Sonra isə təsirsiz qaz olan neon (z=10) gə m kimi qələvi metal xassələrinə malikdir. Üçüncü dövrdə eynilə ikinci dövrdəki mənzərə müşahidə olunur, yəni üçüncü dövr də təsirsiz qaz olan arqon (z=18) ilə bitir. Natrium da daxil olmaqla səkkiz elementdən sonra yenidən qələvi metal olan kalium rast gəlinir. Nümunəvi metallardan nümunəvi metalloidlərə keçid sıra nömrəsi z=14 olan "amfoter" elementdən, yəni silisiumdan başlanır ki, bu da iki modifikasiyaya, yəni metal və qeyri-metal modifikasiyalarına malikdir. Qələvi metal olan kaliumla başlanan dördüncü dövr 8 elementdən deyil, 18 elementdən ibarətdir. Onda kaliumdan sonra gələn növbəti qələvi metalın sıra nömrəsi
ilə bitir. Rubidium ilə başlanan beşinci dövr də 18 elementdən ibarət olub, təsirsiz qaz olan ksenonla (z=54) sona çatır. Ksenondan sonra yenə də qələvi metal olan sezium (z=53) gəlir ki, bununla da altıncı dövr başlanır. Altıncı dövr 32 elementdən ibarətdir və ən uzun dövrdür. Bu 32 elementin içərisin
Download 18.1 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|