масово число. Нуклиди. изотопи. масово число Хлорен изотоп символи

Разновидности на атоми на един и същ елемент, имащи еднакъв ядрен заряд, но различни маси, се наричат ​​изотопи (от думите "isos" - същото, "topos" - място).

Информацията за изотопите ни позволява да дадем точна дефиниция на понятието "химичен елемент". Елементът е вид атом с еднакъв ядрен заряд. Изотопът е вид атом със същия ядрен заряд и същата маса.

Научихме, че атомите са делими и не са вечни. Остава да разгледаме въпроса: наистина ли атомите на един и същи елемент са еднакви помежду си във всички отношения, по-специално дали наистина имат една и съща маса?

Тъй като общата маса на електроните, които изграждат един атом, е незначителна в сравнение с масата на неговото ядро, атомните тегла на елементите трябва да бъдат кратни на масата на протона или неутрона, т.е. кратни на единица. С други думи, атомните тегла на всички елементи трябва да бъдат изразени като цели числа (по-точно, близки до цели числа). По някои елементи това заключение е оправдано. Но има много елементи, чиито атомни тегла са изразени като дробни числа. Например, атомното тегло на хлора е 35,45. Всъщност в природата няма нито един хлорен атом, който да има такава маса. Елементът хлор е смес от два вида атоми: някои хлорни атоми имат атомна маса 35, а други 37. Атомната маса на хлора 35,45, открита чрез химични методи, е само средното тегло на неговите атоми. В хлора има повече по-леки атоми, отколкото по-тежки; следователно средната маса от 35,45 хлорни атома е по-близка до атомното тегло на по-леките хлорни атоми.

Подобно на хлора, повечето химични елементи са смеси от атоми, които се различават по атомно тегло, но имат еднакъв ядрен заряд.

Химическият символ за хлор, Cl, е естествена смес от двата изотопа на хлора. Когато говорим за всеки изотоп поотделно, знакът на хлора се приписва на числената стойност на масата на атома на изотопа, която е 35 Cl, 37 Cl.

Подобно на хлора, повечето химични елементи са смеси от изотопи. Ядрата на изотопите на всеки елемент съдържат еднакъв брой протони, но различен брой неутрони. Така ядрата на изотопите 35 Cl и 37 Cl съдържат по 17 протона (поредният номер на хлора е 17) и различен брой неутрони: ядрата 35 Cl съдържат 18 неутрона, а ядрата 37 Cl съдържат 20 неутрона.

Атомната маса на един елемент е толкова по-малка, колкото повече леки изотопи съдържа в състава на елемента. Ако съставът на елемент с по-нисък сериен номер включва главно атоми на неговите тежки изотопи, а съставът на следващия елемент съдържа атоми на неговите по-леки изотопи, тогава се оказва, че средната маса на атом на елемент с по-висока поредният номер няма да бъде повече, а по-малко от средното тегло на атома на елемента с по-нисък номер. Това се наблюдава например за аргон Ar и калий K.

Изключителното сходство на химичните свойства на изотопите на един и същи елемент, въпреки различните маси на техните атоми, потвърждава вече направения извод: свойствата на химичните елементи зависят не толкова от атомното тегло, колкото от заряда на атомното ядро.

И следователно различна атомна маса.

Изотопите се обозначават със същите символи като химичния елемент, добавяйки масово число от горния ляв ъгъл на символа, например изотопите на хлора се обозначават: 35ClИ 37Cl,или масовото число следва името или символа на елемента, като уран-233 или Pu-239.

Изотопите на даден химичен елемент имат еднакъв ядрен заряд, тоест един пореден номер, и заемат едно и също място в периодичната система, имат еднакъв брой протони в атомното ядро, но се различават един от друг по броя на неутроните . По този начин атомното ядро ​​на изотопа на хлора 35 Cl съдържа 17 протона, тъй като поредният номер на хлора е 17, и 18 неутрона (35-17 \u003d 18), а в ядрото на изотопа на хлора 37 Cl - 17 протона и 20 неутрона (37-17 \u003d 20) .

някои химически елементиимат малък брой стабилни изотопи. И така, известни са три стабилни изотопа на кислорода: 16 O (ядрото се състои от 8 протона и 8 неутрона), 17 O (ядрото се състои от 8 протона и 9 неутрона) и 18 B (ядрото се състои от 8 протона и 10 неутрона). ). За водорода също са известни три изотопа: 1 H (ядрото се състои само от един протон), 2 H (ядрото се състои от един протон и един неутрон), 3 H (ядрото се състои от един протон и два неутрона). Някои химични елементи се състоят от достатъчно голям брой изотопи. Например ксенонът има 9 изотопа, калайът има 10 и т.н.

По-голямата част от изотопите нямат специални имена, но изотопите на някои елементи, по-специално изотопите на водорода, имат специални имена и дори специални символи. И така, изотопът на водорода 1 H се нарича протий, изотопът 2 H е деутерий и се обозначава със символа ди изотопът 3 Н е тритий (символ T).Някои изотопи са доста често срещани в природата, като кислородния изотоп 16 O и водородния изотоп 1 H, докато други изотопи се срещат в много малки количества, като кислородните изотопи 17 O и 18 O и водородните изотопи 2 H и 3 з.

от химични свойствавсички изотопи на един елемент са много близки, така че има значителна разлика между тях химична реакцияневидим. Изключение правят изотопите на водорода, които значително се различават един от друг по своите свойства.

Времето на полуразпад на нестабилните изотопи може да бъде много различно, от 1? 10 -24 до стойности, надвишаващи възрастта на Вселената. В последния случай слабата радиоактивност може да бъде открита чрез точни измервания, но изотопът може да се счита за практически стабилен.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

хлор- седемнадесетият елемент от периодичната таблица. Обозначение - Cl от латинското "хлорум". Намира се в трети период, VIIA група. Отнася се за неметали. Ядреният заряд е 17.

Най-важното естествено хлорно съединение е натриевият хлорид (готварска сол) NaCl. Основната маса на натриев хлорид се намира във водата на моретата и океаните. Водите на много езера също съдържат значителни количества NaCl. Среща се и в твърдо състояние, образувайки на места в земната корамощни пластове от т. нар. каменна сол. Други хлорни съединения също са често срещани в природата, например калиев хлорид под формата на минералите карналит KCl × MgCl 2 × 6H 2 O и силвит KCl.

При нормални условия хлорът е жълто-зелен газ (фиг. 1), който е силно разтворим във вода. При охлаждане от водни разтвори се отделят кристални хидрати, които са кларати с приблизителен състав Cl 2 × 6H 2 O и Cl 2 × 8H 2 O.

Ориз. 1. Хлор в течно състояние. Външен вид.

Атомно и молекулно тегло на хлора

Относителната атомна маса на даден елемент е съотношението на масата на атом на даден елемент към 1/12 от масата на въглероден атом. Относителната атомна маса е безразмерна и се обозначава с A r (долният индекс "r" е началната буква английска думароднина, което в превод означава „роднина“). Относителната атомна маса на атомния хлор е 35,457 amu.

Масите на молекулите, както и масите на атомите, се изразяват в единици за атомна маса. Молекулното тегло на веществото е масата на молекулата, изразена в единици за атомна маса. Относителното молекулно тегло на веществото е съотношението на масата на молекула на дадено вещество към 1/12 от масата на въглероден атом, чиято маса е 12 amu. Известно е, че молекулата на хлора е двуатомна - Cl 2 . Относителното молекулно тегло на молекула хлор ще бъде равно на:

M r (Cl 2) = 35,457 × 2 ≈ 71.

Изотопи на хлора

Известно е, че в природата хлорът може да бъде под формата на два стабилни изотопа 35 Cl (75,78%) и 37 Cl (24,22%). Техните масови числа са съответно 35 и 37. Ядрото на атома на хлорния изотоп 35 Cl съдържа седемнадесет протона и осемнадесет неутрона, а изотопът 37 Cl съдържа същия брой протони и двадесет неутрона.

Съществуват изкуствени изотопи на хлора с масови числа от 35 до 43, сред които най-стабилен е 36 Cl с период на полуразпад 301 хиляди години.

Хлорни йони

На външното енергийно ниво на хлорния атом има седем валентни електрона:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .

В резултат на химично взаимодействие хлорът може да загуби своите валентни електрони, т.е. бъде техен донор, и се превръщат в положително заредени йони или приемат електрони от друг атом, т.е. бъде техен акцептор и се превръща в отрицателно заредени йони:

Cl 0 -7e → Cl 7+;

Cl 0 -5e → Cl 5+;

Cl 0 -4e → Cl 4+;

Cl 0 -3e → Cl 3+;

Cl 0 -2e → Cl 2+;

Cl 0 -1e → Cl 1+;

Cl 0 +1e → Cl 1-.

Молекула и атом на хлора

Молекулата на хлора се състои от два атома - Cl 2 . Ето някои свойства, които характеризират атома и молекулата на хлора:

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Упражнение	Какъв обем хлор трябва да се вземе, за да реагира с 10 литра водород? Газовете са при същите условия.
Решение	Нека напишем уравнението на реакцията за взаимодействие на хлор с водород: Cl 2 + H 2 \u003d 2HCl. Изчислете количеството водородно вещество, което е реагирало: n(H2)=V(H2)/Vm; n (H 2) \u003d 10 / 22,4 \u003d 0,45 mol. Съгласно уравнението, n (H 2) \u003d n (Cl 2) \u003d 0,45 mol. Тогава обемът на хлора, който влезе в реакцията на взаимодействие с водорода, е: