орбита соответствует вполне определенному значению этой энергии.
Электроны, расположенные вблизи ядра, находятся под действием большей силы притяжения, чем электроны, находящиеся дальше от него. Когда электрон, оставаясь внутри атома, переходит с одной орбиты на другую, то выделяется или поглощается энергия. Электрон, переходя с ближней обриты на более удаленную от ядра, должен преодолеть силу притяжения ядра, т.е. приобрести (поглотить) дополнительную энергию. При переходе электрона с дальней орбиты на ближайшую к ядру происходит выделение энергии, которая может быть излучена атомом.
Атом, в котором электроны обращаются на более удаленной от ядра орбите, чем им дозволенной, называется возбужденным. Возбужденный атом неустойчив и время его жизни в этом состоянии: х 10—8 с.
Из периодической системы элементов видно, что атомы различных элементов имеют различное количество слоев (орбит) электронов. Оно зависит от атомного номера, который определяет положение (период) элементов в периодической системе. Наибольшее число слоев электронной оболочки равно семи.
Исходя из того, что атом представляет собой электродинамическую систему планетарной структуры, под диаметром атома понимают диаметр воображаемой сферы, заключающей в себе атом, внутрь которой не может проникнуть другой атом из-за действия сил отталкивания, возникающих между электронными оболочками (см. рис. 1.1). Диаметр атома около 10—8 см. Размеры атомных ядер очень малы; плотность же ядерного вещества чрезвычайно большая.
Диаметр ядра атомов различных элементов лежит в пределах 10—13 – 10—12 см, т. е. в 104 – 105 раз меньше диаметра атома. Радиус атомного ядра может быть определен по формуле R = 1,5 x 10—13xA1/3, где А – число нуклонов в ядре (массовое число).
Радиус атома приблизительно равен (2,5…5,5) х10—11м, а радиус атомного ядра (1,5—10) х10—16м. Так, радиус ядра атома 23892U составляет приблизительно 0,93х10—15м, а его объем —3,4х10—40м3.
Исходя из того, что масса каждого нуклона равна приблизительно 1 а.е.м. или 1,66х10—27кг, масса ядра урана равна приблизительно 395х10—27кг. Плотность ядерного вещества урана равна 116 000 кг/м3. Плотность ядерного вещества других элементов примерно такая же.
Из изложенного следует, что основная часть энергии атома сосредоточена в его ядре, на электронную же оболочку остается сравнительно ничтожная ее доля. Поэтому перспективным путем получения больших количеств промышленной энергии является деление атомных ядер, в результате которого выделяется ядерная энергия.
1.1.3. Изотопы. Радиоактивность и ее закономерности
Существует много атомов, ядра которых содержат равное число протонов, но разное число нейтронов. Массовые числа у этих атомов различны, но их химические свойства одинаковы, так как они имеют один и тот же заряд ядра и, следовательно, занимают одно и то же место в таблице Менделеева. Такие атомы получили название изотопов. Изотоп – нуклид с числом протонов в ядре, свойственным данному элементу.
Изотопный
