Izotopii

Izotopii sunt specii de atomi ai aceluiasi element chimic, cu acelasi numar atomic dar cu numere de masa diferite. Hidrogenul din natura este constituit din atomi ai caror nucleu contin doar un proton, atomi cu un proton si un neutron, deuteriu, si atomi cu un proton si doi neutroni, tritiu. Notarea izotopilor se face punand langa simbolul elementului, in stanga sus, numarul de masa si in stanga jos, numarul atomic. Pentru izotopii hidrogenului se folosesc simbolurile: D pentru deuteriu si T pentru titriu. Avand aceeasi configuratie electronica izotopii au proprietati chimice identice dar au proprietati fizice diferite datorita maselor atomice diferite. Unii izotopi ai elementelor se carcterizeaza prin instabilitate, adica se transforma prin emisie spontana de radiatii nucleare. Acest fenomen poarta numele de radioactivitate naturala. Dintre elementele stabile cunoscute numai 21 sunt formate din acelasi tip de atomi si se numesc elemente unitare. Restul elementelor sunt formate din amestecuri de izotopi si se numesc elemente mixte. De exemplu oxigenul este un amestec de trei izotopi, clorul este un amestec de doi izotopi iar staniul este un amestec de zece izotopi.

Un scurt istoric al descoperirilor legate de structura atomului ar situa pe primul loc pe Democrit, geniul antichitatii, care a postulat faptul ca toate corpurile sunt formate din particule invizibile pe care le-a denumit atomi, in sec 5 i. e. n. Abia in 1811 se realizeaza pasul urmator, cand Avogadro a emis ipoteza ca volume egale de gaze in conditii identice de temperatura si presiune, contin acelasi numar de molecule. In 1869 Mendeleev a aranjat elementele in ordinea maselor lor atomice si a precizat ca elementele din aceleasi grupa au proprietati asemanatoare. In 1896 Roentgen a descoperit rezele X ceea ce a dat un nou imbold fizicienilor in cautarea de alte tipuri de radiatii. H. Becquerel a descoperit radioactivitatea naturala a minereurilor de uraniu, descoperire care este considerata inceputul fizicii nucleare. La nunai doi ani dupa acest eveniment sotii Marie si Pierre Curie au descoperit radiul si poloniul, elemente radioactive care emitau radiatii mult mai intense decat uraniul. In 1900 Rutherford stabileste, pe baza experimentelor efectuate, ca radiatiile nucleare sunt de trei feluri diferite: alfa, beta si gama. Experimentele acestea au mai relevat faptul ca nucleul nu este indivizibil. Bombardand nuclee de azot cu particule alfa, provenite din dezintegrarea radiului, el a obtinut nuclee de oxigen si protoni de unde s-a tras concluzia ca in nuclee exista protoni. Aceasta transformare se numeste transmutatie nucleara, adica obtinerea artificiala a unui element din alt element. Experienta a mai aratat ca pentru a obtine efecte semnificative sunt necesare fascicule de particule incidente cu energii mari. Preparatele radioactive naturale nu erau potrivite pentru astfel de experiente. A aparut asfel necesitatea creerii unor instalatii capabile sa genereze aceste energii inalte ...