Как по таблице Менделеева узнать, у каких элементов только 1 стаб. изотоп?
Имеется в виду периодическая таблица элементов, в которой есть только символы элементов, их названия и самые точные на сегодня атомные массы. А распространенности элементов и других данных нет. Вот по такой таблице нужно найти те элементы, которые представлены в природе только одним стабильным нуклидом.
Ответы (3):
Моя идея была такая. Обычно в периодических таблицах помещают округленные значения относительных атомных масс - просто для экономии места. Но бывают таблицы, в которых приводят и более точные значения. Посмотреть последние значения можно, например, на сайте Комиссии по атомным весам ИЮПАК. И обнаруживаются интересные вещи. Например, для фосфора значение очень точное, на пределе современных инструментальных возможностей: 30,973761998 - 11 значащих цифр! Такая же точность для атомных масс фтора и цезия. А вот, например, для цинка приводится намного менее точное значение: 65,38 - всего лишь четыре значащие цифры. Такая же пониженная точность - для стронция, молибдена и свинца. Всего пять значащих цифр приводятся для атомных масс аргона, кальция, титана, железа, меди, галлия, германия, селена, криптона, циркония, рутения, палладия, теллура, самария, гадолиния, гафния, вольфрама и осмия. Почему такое "разное отношение" к разным элементам? Дело в том, что если элемент представлен в природе единственным не радиоактивным нуклидом, то его атомную массу (в углеродных единицах) можно определить с максимальной точностью, доступной современной науке. Такие элементы иногда называют "одиночками", всего их 19. Если же у элемента есть несколько стабильных изотопов, то из-за разницы в их массах возможно природное разделение изотопов, потому что более легкие немного быстрее перемещаются в земной коре. Поэтому в разных образцах минералов и горных пород точные анализы дадут разные результаты. Например, для серы атомные массы будут различаться уже во втором знаке после запятой (от 32,059 до 32,076), для водорода - в третьем знаке и т.д. Таким образом, элементы-одиночки можно выявить по очень точным атомным массам - восемь и более значащих цифр. Исключения есть: это лантан и тантал (по 8 цифр). Связано это тем, что у каждого всего по два изотопа, причем один из них значительно преобладает. Например, лантана-130 99,91%, а тантала-181 - 99,998%! Поэтому второй изотоп почти не вносит вклада в атомную массу.
В случае, если значения атомных масс элемента близки к целому числу и не заключены в скобки, с большой долей уверенности можно предположить, что у данного элемента всего один стабильный природный изотоп. Это связано с тем, что в этом случае нет мешающего явления вариации изотопного состава в зависимости от источника элемента.
Пользуясь только таблицей Менделеева, это, увы, сделать невозможно. Таблица Менделеева учитывает только электронные оболочки. А стабильность изотопов - это уже оболочечная модель атомных ядер. Это уже совсем другая опера.