Радіоактивні та стабільні ізотопи. Радіоактивне випромінювання

Тема: " Радіоактивні та стабільні ізотопи. Радіоактивне випромінювання "

Мета: *сформувати уявлення про ізотопи та радіоактивне випромінювання

            * розвивати пам'ять та увагу

           * виховувати самостійність та наполегливість

Тип уроку: урок засвоєння нових знань

Хід уроку

I.Організаційний момент

Привітання, налаштування на робочий настрій. Учитель називає тему уроку, його план і мету.

II. Перевірка домашнього завдання

III. Вивчення нового матеріалу

            Нукліди — це різновиди атомів (атомних ядер) з певним числом протонів і нейтронів.

Мал. 1. Приклади нуклідів.

Термін «нуклід» вживається для позначення будь-яких атомів, що відрізняються складом ядра (або різним числом нуклонів, або при однаковому числі нуклонів різним співвідношенням протонів і нейтронів).

Для позначення нукліда використовують або назву елемента, до якої через дефіс приєднують нуклонне число (Оксиген-16), або символ елемента, зверху ліворуч від якого також зазначають нуклонне число.

Якщо нукліди належать одному й тому самому хімічному елементу і мають однакову кількість протонів, але різняться за кількістю нейтронів, то вони називаються ізотопними нуклідами, або просто ізотопами (від гр. ізос — однаковий і топос — місце).
Ізотопи — це нукліди одного хімічного елемента, які мають однакове протонне число (заряд ядра).

Зверни увагу, термін «ізотопи» вживається лише у множині (застаріле «ізотоп» і є нуклід). Наприклад, природний Оксиген, крім нуклідів ¹⁶О, містить ще атоми з нуклонними числами 17 і 18. Це означає, що в природному Оксигені є різні види атомів, які в ядрі містять однакову кількість протонів (по 8), але різну кількість нейтронів (відповідно 8, 9, 10). Саме тому вони й різняться між собою атомною масою. Зазначені нукліди ¹⁶О, ¹⁷О,¹⁸О і є ізотопами Оксигену.

Назви і символи ізотопів збігаються з назвами і символами відповідного хімічного елемента. Виняток становлять лише ізотопи найлегшого з елементів — Гідрогену. Вони мають нуклонні числа 1, 2, 3 і власні назви та символи. Таблиця. Ізотопи Гідрогену й Карбону




Відкриття ізотопів дало змогу поглибити знання про хімічний елемент як вид атомів, що характеризується однаковим протонним числом (зарядом ядра).

Ізотопи (окремі нукліди) поділяють на стабільні і радіоактивні (радіонукліди). Стабільні нукліди мають усі «парні» елементи і більшість «непарних» з протонним числом (зарядом ядра) < 83. Нукліди всіх елементів, розміщених у періодичній системі після Вісмуту, радіоактивні.


^ Радіоактивний розпад хімічних елементів. У процесі радіоактивного випромінювання атоми радіоактивних елементів розпадаються, перетворюючись на атоми інших елементів. Так, кожен атом Радію Ra розщеплюється на атом Гелію Не та атом Радону Rn. Відповідні прості речовини — гелій і радон — належать до родини інертних газів: 

²²⁶₈₈Ra→ ⁴₂He+ ²²²₈₆Rn

На відміну від хімічних реакцій, під час яких атоми залишаються незмінними, у наведених рівняннях процесів радіоактивного розпаду відбувається перетворення одних атомів на інші. Такі процеси належать до ядерних реакцій. Кожний радіонуклід має свою швидкість радіоактивного розпаду, яку неможливо ні збільшити, ні зменшити. Ця швидкість не залежить від конкретних чинників і характеризується періодом піврозпаду. Він показує, що протягом деякого часу розпадається половина первинної кількості наявного радіонукліда. В наступний такий самий інтервал часу розпадається половина залишку, тобто вдвічі менше, ще в наступний — ще вдвічі менше, ніж у попередній, і т. д. Спостерігаючи, наприклад, за зміною кількості Радону-222, встановили, що через 3,85 доби залишається половина його початкової кількості, ще через 3,85 доби — тільки 1/4, потім 1/8 і т. д.

Інтервал часу, протягом якого кількість радіоактивних атомів даного елемента зменшується вдвічі, називають періодом піврозпаду.

Ця величина характеризує тривалість життя елемента. Для різних радіоактивних елементів вона коливається від часток секунди до мільярдів років. Так, для Полонію ²¹⁸Ро період піврозпаду становить 3 хв, для Радію ²²⁶Ra — 1620 років, для Урану ²³⁸U — 4,5 млрд років, що можна порівняти з віком Землі, а для Торію ²³²Th — втричі більше — 14 млрд років. Зрозуміло, що аварія на Чорнобильській АЕС (1986 p.), унаслідок якої на Україну (та інші країни) «звалилася» майже вся таблиця Менделєєва з багатьма радіоактивними елементами, завдала непоправної шкоди передусім нашому народу.

Радіоактивне випромінювання (радіація) небезпечне тим, що воно невидиме, не має ні запаху, ні смаку, тому людина його ніяк не відчуває. Проте воно, особливо упромені, має велику проникну здатність. Проникаючи всередину живих організмів, радіація викликає йонізацію молекул біологічної системи, руйнує клітинні мембрани, вражає клітини кісткового мозку тощо. А це призводить до генетичних ушкоджень, які передаються у спадок майбутнім поколінням клітин, якщо клітини не встигли загинути. У свою чергу, це призводить до порушень імунної системи, зниження опірності живого організму різним захворюванням тощо.

До недавнього часу вважалося, що існує безпечний рівень, нижче за який радіація не впливає на здоров'я людини. Нині такий погляд спростовано. Тривалий вплив малих доз радіації чинить руйнівну дію на живі організми. Багато які захворювання, що раніше ніколи не пов'язувалися з рівнем радіації (грип, пневмонія, діабет, хвороби серця і нирок, параліч), насправді суттєво залежать навіть від малих доз опромінення, в тім числі й внутрішнього, що спричинюється потраплянням радіонуклідів всередину організму разом із питною водою і продуктами харчування.

Зменшити вплив радіації на здоров'я людини можна, якщо вживати таких заходів: не споживати забруднені радіонуклідами продукти харчування і питну воду; якомога частіше вживати такі продукти, які містять пектини (яблука, лимони, особливо їхня шкірка), що здатні «виводити радіацію»; вживати сорбенти — речовини, здатні вбирати і виводити з організму радіонукліди; боротися з пилом: регулярно чистити одяг, взуття, мити підлогу, бо пил може містити радіоактивні елементи.

Після відкриття явища радіоактивного розпаду стало зрозуміло, що хімічні елементи не є вічними і незмінними. Вони можуть перетворюватися один на одний. Цей факт засвідчує взаємозв'язок усіх елементів, їх спорідненість.