Foarte multa vreme s-a crezut ca materia este alcatuita din particule extrem de mici, indivizibile, numite atomi.
Descoperirile din domeniul fizicii si chimiei, facute la sfarsitul
secolului al XIX – lea si in secolul XX, ca : descarcarile electrice
prin gaze rarefiate, emisiile de electroni din metale incandescente,
radioactivitatea etc. au dus la concluzia ca : atomul este divizibil, el are o structura complexa.
Se
stie din studiul chimiei din clasele anterioare ca atomul este alcatuit
din particule materiale de dimensiuni foarte mici. Dintre acestea
mentionam protonii, neutronii, mezonii, electronii. Toate particulele
care alcatuiesc un atom se numesc particule elementare : protonul,
neutronul si electronul sunt considerate particule fundamentale.
In tabelul 1.1 sunt trecute sarcina, masa si simbolul, nucleul; de aceea ei se mai numesc nucleoni.
Nucleul
contine protoni cu sarcina electrica pozitiva si neutroni, neutri din
punct de vedere electric; in ansamblu, nucleul are sarcina pozitiva.
Electronii se rotesc in jurul nucleului cu vizite foarte mari, formand invelisul electronic.
In atom, numarul electronilor din invelisul electronic este egal cu numarul protonilor din nucleu.
Numarul protonilor (sarcinilor pozitive) din nucleu se noteaza cu Z si se numeste numar atomic.
Specia de atomi cu acelasi numar atomic Z formeaza un element chimic.
Suma
dintre numarul de protoni si numarul de neutroni din nucleu poarta
numele de numar de masa; se noteaza cu A. avand in vedere ca masele
electronilor sunt neglijabile si notand cu N numarul neutronilor din
nucleu, numarul de masa al unui atom este dat de relatia :
A = Z+ N
Exista atomi care desi au acelasi numar atomic (Z) au numar de masa (A) diferit : ei se numesc izotopi (in
greceste isos = acelasi; topos = loc). Izotopii ocupa acelasi loc in
sistemul periodic, deoarece sunt atomi ai aceluiasi element.
Izotopii
sunt specii de atomi cu acelasi numar atomic (acelasi numar de protoni)
si cu numar de masa diferit (numar diferit de neutroni).
Un
izotop se noteaza prescurtat prin simbolul elementului, in stanga lui
fiind scrise : jos – numarul atomic; sus – numarul de masa. Izotopul
elementului carbon, care are in nucleu 6 protoni si 6 neutroni, este
notat : 12 C. Uneori se indica numai numarul de masa : 12 C.
Hidrogenul are trei izotopi; acestia sunt :
- hidrogenul usor (protiu) cu 1 proton in nucleu; are simbolul H
hidrogenul greu (deuteriu) cu 1 neutron si 1proton in nucleu; are simbolul H (D)
- hidrogenul supragreu (tritiu) cu 2 neutroni in nucleu; are simbolul H (T)
Importanta izotopilor. Cunoasterea si studiul insusirilor izotopilor sunt de mare insemnatate practica, deoarece izotopii diferitelor
elemente au multe si variate aplicatii in domenii importante ale
activitatii umane : industrie, agricultura, medicina, arheologie,
paleontologie etc.
Izotopii
multor elemente au proprietati radioactive, adica se descompun
transformandu-se in alte elemente, emitand in acelasi timp radiatii;
acestia se numesc radioizotopi.
In
centralele atomo-electrice, energia nucleara este transformata in
energie electrica, relativ ieftina, utilizata in industrie,
transporturi, in viata de zi cu zi. In reactoarele nucleare ale acestor
centrale atomo-electrice se utilizeaza izotopul radioactiv al uraniului
: 235U.
Energia
ne poate folosi in diverse domenii : propulsarea unor nave maritime
uriase, pentru desalinizarea apei de mare, pentru construirea unor mici
baterii atomice cu care se pot actiona diverse dispozitive.
In industrie, izotopii radioactivi mai pot fi utilizati pentru
controlul uzurii si depistarii defectelor unor piese si instalatii
metalice. De exemplu, cu ajutorul izotopului 60 al cobaltului (60Co)
se poate urmari nivelul fontei topite in furnal, iar prin adaugarea de
radiosulf se determina continutul de sulf din fonta. Cu ajutorul unor
izotopi ai carbonului, oxigenului, sulfului au fost studiate si lamurite
mecanismele unor procese tehnologice chimice, ca : vulcanizarea
cauciucului, prelucrarea petrolului, descompunerea grasimilor etc.
In
medicina, izotopii radioactivi sunt utilizati in diagnosticarea si
tratarea unor boli. Astfel, cu izotopul radioactiv al iodului se
studiaza functionarea glandei tiroide, cu calciu radioactiv se
examineaza stomacul si se depisteaza ulcerele. Depistarea si tratarea
tumorilor canceroase reprezinta una dintre cele mai importante aplicatii
ale izotopilor in medicina. Cu ajutorul izotopului radioactiv al 16C,
geologii pot stabilii varsta rocilor, iar arheologii varsta obiectelor
dezgropate care au apartinut unor civilizatii disparute.
In agricultura, izotopii isi gasesc aplicatii in tratarea semintelor, in studierea solului.
In paturile superioare ale atmosferei, datorita razelor cosmice se formeaza izotopul 14C. Plantele prin asimilarea dioxidului de carbon (CO2)
in procesul de fotosinteza fixeaza toti cei trei izotopi ai carbonului
natural. Animalele erbivore se hranesc cu plante, cele carnivore mananca
animale erbivore si in final in toate organismele vii se intalnesc cei
trei izotopi 12C 13C 14C, in proportie constanta.
Mersiiiii
RăspundețiȘtergere