Elementa sērijas numurs un izotopu prezentācija. Prezentācija "Izotopi un to pielietojumi". Izotopu atklāšanas vēsture
1. slaids
2. slaids
3. slaids
4. slaids
5. slaids
6. slaids
7. slaids
8. slaids
9. slaids
10. slaids
11. slaids
Prezentāciju par tēmu "Izotopi" var lejupielādēt pilnīgi bez maksas mūsu vietnē. Projekta priekšmets: Ķīmija. Krāsaini slaidi un ilustrācijas palīdzēs ieinteresēt klasesbiedrus vai auditoriju. Lai skatītu saturu, izmantojiet atskaņotāju vai, ja vēlaties lejupielādēt pārskatu, noklikšķiniet uz atbilstošā teksta zem atskaņotāja. Prezentācijā ir 11 slaidi.
Prezentācijas slaidi
1. slaids
2. slaids
Izotopi ir vienas un tās pašas šķirnes ķīmiskais elements, tuvu savā fiziskajā ziņā ķīmiskās īpašības bet ar dažādām atomu masām. Nosaukumu "izotopi" 1912. gadā ierosināja angļu radioķīmiķis Frederiks Sodijs, izveidojot to no diviem grieķu vārdiem: isos — tas pats un topos — vieta. Izotopi šūnā ieņem vienu un to pašu vietu periodiska sistēma Mendeļejeva elementi.
3. slaids
Jebkura ķīmiskā elementa atoms sastāv no pozitīvi lādēta kodola un negatīvi lādētu elektronu mākoņa, kas to ieskauj. Ķīmiskā elementa atrašanās vietu Mendeļejeva periodiskajā sistēmā (tā kārtas numurs) nosaka tā atomu kodola lādiņš. Saskaņā ar F. Soddy tēlaino izteicienu izotopu atomi ir vienādi "ārpus", bet atšķirīgi "iekšā".
4. slaids
1932. gadā tika atklāts neitrons - daļiņa, kurai nav lādiņa, kuras masa ir tuvu ūdeņraža atoma kodola masai - protons, un tika izveidots kodola protonu-neitronu modelis. Rezultātā zinātnē tika izveidota galīgā mūsdienu definīcija izotopu jēdzienam: izotopi ir vielas, kuru atomu kodoli sastāv no vienāda skaita protonu un atšķiras tikai ar neitronu skaitu kodolā. Katru izotopu parasti apzīmē ar simbolu kopu, kur X ir ķīmiskā elementa simbols, Z ir atoma kodola lādiņš (protonu skaits), A ir izotopa masas skaitlis (kopējais protonu skaits un neitroni kodolā, A = Z + N). Tā kā kodola lādiņš ir nepārprotami saistīts ar ķīmiskā elementa simbolu, stenošanai bieži tiek lietots saīsinājums AX. No visiem mums zināmajiem izotopiem tikai ūdeņraža izotopiem ir savi nosaukumi. Tātad izotopus 2H un 3H sauc par deitēriju un tritiju.
5. slaids
Dabā ir gan stabilie izotopi, gan nestabilie - radioaktīvie, kuru atomu kodoli ir pakļauti spontānai transformācijai citos kodolos ar dažādu daļiņu emisiju. Šobrīd ir zināmi aptuveni 270 stabili izotopi. Nestabilu izotopu skaits pārsniedz 2000, lielākā daļa no tiem iegūti mākslīgi dažādu izotopu rezultātā. kodolreakcijas. Radioaktīvo izotopu skaits daudzos elementos ir ļoti liels un var pārsniegt divus desmitus. Stabilo izotopu skaits ir daudz mazāks, daži ķīmiskie elementi sastāv tikai no viena stabila izotopa (berilijs, fluors, nātrijs, alumīnijs, fosfors, mangāns, zelts utt.). Lielākais skaitlis stabili izotopi - 10 tika atrasti alvā, piemēram, dzelzē tie ir 4, dzīvsudrabā - 7.
6. slaids
Izotopu atklāšana
1808. gadā angļu dabaszinātnieks Džons Daltons pirmo reizi ieviesa ķīmiskā elementa definīciju kā vielu, kas sastāv no viena veida atomiem. 1869. gadā ķīmiķis D. I. Mendeļejevs atklāja periodiskais likumsķīmiskie elementi. Viena no grūtībām, pamatojot priekšstatu par elementu kā vielu, kas periodiskās sistēmas šūnā ieņem noteiktu vietu, bija eksperimentāli novērotie elementu atomsvari, kas nav veseli. 1866. gadā angļu fiziķis un ķīmiķis sers Viljams Krukss izvirzīja hipotēzi, ka katrs dabiskais ķīmiskais elements ir vielu maisījums, kas pēc īpašībām ir identiskas, bet kurām ir atšķirīga atomu masa, taču tobrīd šis pieņēmums vēl nebija eksperimentāli apstiprināts.
7. slaids
Svarīgs solis ceļā uz izotopu atklāšanu bija radioaktivitātes fenomena atklāšana un Ernsta Rezerforda un Frederika Sodija formulētā radioaktīvās sabrukšanas hipotēze: radioaktivitāte ir nekas vairāk kā atoma sadalīšanās lādētā daļiņā un cita elementa atomā. , kas pēc ķīmiskajām īpašībām atšķiras no sākotnējās. Rezultātā radās ideja par radioaktīvām sērijām jeb radioaktīvām saimēm, kuru sākumā ir pirmais mātes elements, kas ir radioaktīvs, bet beigās - pēdējais stabilais elements. Pārvērtību ķēžu analīze parādīja, ka to gaitā vienā periodiskās sistēmas šūnā var parādīties vieni un tie paši radioaktīvie elementi, kas atšķiras tikai pēc atomu masas. Faktiski tas nozīmēja izotopu jēdziena ieviešanu.
8. slaids
Pēc tam tika iegūts neatkarīgs apstiprinājums stabilu izotopu esamībai Thomson un Aston eksperimentos 1912.–1920. gadā ar pozitīvi lādētu daļiņu stariem, kas izplūst no izlādes caurules. 1919. gadā Aston izstrādāja instrumentu, ko sauc par masu spektrogrāfu. Izlādes caurule joprojām tika izmantota kā jonu avots, bet Aston atrada veidu, kā secīgi novirzīt daļiņu staru elektriskajā un magnētiskie lauki izraisīja daļiņu fokusēšanu ar vienādu lādiņa un masas attiecību (neatkarīgi no to ātruma) vienā ekrāna punktā. Masu spektrometru turpmākās izmantošanas un uzlabošanas rezultātā ar daudzu pētnieku pūlēm līdz 1935. gadam tika sastādīta gandrīz pilnīga ķīmisko elementu izotopu sastāvu tabula.
9. slaids
Izotopu pielietojums
Plaši tiek izmantoti dažādi ķīmisko elementu izotopi zinātniskie pētījumi, dažādās rūpniecības un lauksaimniecības jomās, kodolenerģētikā, mūsdienu bioloģija un medicīna, pētniecība vide un citās jomās. Zinātniskajos pētījumos ir nepieciešami nelieli reto dažādu elementu izotopu daudzumi, kas aprēķināti gramos un pat miligramos gadā. Tajā pašā laikā vairākiem izotopiem, ko plaši izmanto kodolenerģētikā, medicīnā un citās nozarēs, nepieciešamība pēc to ražošanas var būt daudzi kilogrami un pat tonnas. Zinātniskajos pētījumos stabilie un radioaktīvie izotopi tiek plaši izmantoti kā izotopu marķieri dažādu dabā notiekošo procesu izpētē. V lauksaimniecība izotopus izmanto, piemēram, lai pētītu fotosintēzes procesus, mēslošanas līdzekļu sagremojamību, kā arī noteiktu slāpekļa, fosfora, mikroelementu un citu vielu izmantošanas efektivitāti augos.
10. slaids
Izotopu tehnoloģijas tiek plaši izmantotas medicīnā. Tādējādi ASV, pēc statistikas datiem, vairāk nekā 36 000 medicīniskās procedūras dienā un aptuveni 100 miljoni laboratorijas testu, izmantojot izotopus. Visizplatītākās ar datortomogrāfiju saistītās procedūras. Oglekļa izotops C13, kas bagātināts līdz 99% (dabiskais saturs aptuveni 1%), tiek aktīvi izmantots tā sauktajā "elpošanas diagnostiskajā kontrolē". Testa būtība ir ļoti vienkārša. Bagātinātais izotops tiek ievadīts pacienta barībā un pēc piedalīšanās vielmaiņas procesā dažādos ķermeņa orgānos tiek izvadīts pacienta izelpotā veidā. oglekļa dioksīds CO2, ko savāc un analizē, izmantojot spektrometru. Atšķirība procesu ātrumos, kas saistīti ar dažāda daudzuma oglekļa dioksīda, kas iezīmēts ar izotopu C13, izdalīšanos, ļauj spriest par dažādu pacienta orgānu stāvokli. Tiek lēsts, ka ASV pacientu skaits, kuriem tiks veikta šī pārbaude, ir 5 miljoni cilvēku gadā. Tagad tiek izmantotas lāzera atdalīšanas metodes, lai rūpnieciskā mērogā ražotu augsti bagātinātu C13 izotopu.
Prezentācijas apraksts atsevišķos slaidos:
1 slaids
Slaida apraksts:
2 slaids
Slaida apraksts:
Definīcija Izotopi (no citiem grieķu ισος - “vienāds”, “vienāds” un τόπος - “vieta”) - ķīmiskā elementa atomu (un kodolu) šķirnes, kurām ir vienāds atomu skaits, bet dažādi masas skaitļi. Nosaukums ir saistīts ar faktu, ka visi viena atoma izotopi ir novietoti vienā un tajā pašā vietā (vienā šūnā) periodiskajā tabulā. Atoma ķīmiskās īpašības ir atkarīgas no elektronu apvalka struktūras, ko, savukārt, galvenokārt nosaka kodola Z lādiņš (tas ir, protonu skaits tajā), un gandrīz nav atkarīgas no tā masas. skaitlis A (tas ir, kopējais protonu Z un neitronu skaits N) .
3 slaids
Slaida apraksts:
Izotopu atklāšana Pirmie pierādījumi tam, ka vielām ar vienādu ķīmisko uzvedību var būt dažādas fizikālās īpašības, tika iegūti smago elementu atomu radioaktīvo pārveidojumu pētījumos. 1906.-1907.gadā izrādījās, ka urāna radioaktīvās sabrukšanas produktam – jonijam un torija radioaktīvās sabrukšanas produktam – radiotorijam ir tādas pašas ķīmiskās īpašības kā torijam, taču atšķiras no tā. atomu masa un radioaktīvās sabrukšanas īpašības. Vēlāk tika noskaidrots, ka visiem trim produktiem ir vienādi optiskie un rentgenstaru spektri. Šādas vielas ir identiskas pēc ķīmiskajām īpašībām, bet atšķiras pēc atomu masas un dažām fizikālās īpašības, pēc angļu zinātnieka Sodija ierosinājuma, kopš 1910. gada tos sāka saukt par izotopiem.
4 slaids
Slaida apraksts:
Izotopi dabā Tiek uzskatīts, ka vairumam Zemes elementu izotopu sastāvs ir vienāds visos materiālos. Daži fizikāli procesi dabā noved pie elementu izotopu sastāva pārkāpumiem (dabiskā izotopu frakcionēšana, kas raksturīga vieglajiem elementiem, kā arī izotopu nobīdes dabisko ilgmūžīgo izotopu sabrukšanas laikā). Kodolģeohronoloģijā tiek izmantota pakāpeniska uzkrāšanās kodolu minerālos - dažu ilgmūžīgu nuklīdu sabrukšanas produkti. Īpaša nozīme ir oglekļa izotopu veidošanās procesi atmosfēras augšējos slāņos kosmiskā starojuma ietekmē. Šie izotopi ir izplatīti planētas atmosfērā un hidrosfērā, un tie ir iesaistīti dzīvo būtņu (dzīvnieku un augu) oglekļa apritē. Radiooglekļa analīzes pamatā ir oglekļa izotopu izplatības izpēte.
5 slaids
Slaida apraksts:
Radioaktīvo izotopu iegūšana. Iegūstiet radioaktīvos izotopus kodolreaktoros un paātrinātājos elementārdaļiņas. Liela rūpniecības nozare šobrīd nodarbojas ar izotopu ražošanu.
6 slaids
Slaida apraksts:
Pielietojums bioloģijā un medicīnā Viens no izcilākajiem pētījumiem, kas tika veikts ar marķētu atomu palīdzību, bija vielmaiņas pētīšana organismos. Ir pierādīts, ka salīdzinoši īsā laikā organismā notiek gandrīz pilnīga atjaunošanās. To veidojošie atomi tiek aizstāti ar jauniem. Tikai dzelzs, kā liecina eksperimenti ar asins izotopu izpēti, ir izņēmums no šī noteikuma. Dzelzs ir daļa no sarkano asins šūnu hemoglobīna. Kad radioaktīvos dzelzs atomi tika ievadīti pārtikā, tika konstatēts, ka tie gandrīz nenokļūst asinsritē. Tikai tad, kad organismā izbeidzas dzelzs krājumi, organisms sāk uzsūkties dzelzi. Ja nav pietiekami ilgmūžīgu radioaktīvo izotopu, kā, piemēram, skābeklī un slāpeklī, stabilo elementu izotopu sastāvs tiek mainīts. Tādējādi, pievienojot skābeklim izotopu pārpalikumu, tika konstatēts, ka brīvais skābeklis, kas izdalījās fotosintēzes laikā, sākotnēji bija daļa no ūdens, nevis oglekļa dioksīda.
7 slaids
Slaida apraksts:
Rūpnieciskie pielietojumi Viens piemērs ir iekšdedzes dzinēju virzuļa gredzenu nodiluma uzraudzības metode. Apstarojot virzuļa gredzenu ar neitroniem, tie izraisa tajā kodolreakcijas un padara to radioaktīvu. Kad dzinējs darbojas, gredzena materiāla daļiņas nonāk smēreļļā. Pārbaudot eļļas radioaktivitātes līmeni pēc noteikta dzinēja darbības laika, tiek noteikts gredzena nodilums. Radioaktīvie izotopi ļauj spriest par metālu difūziju, procesiem domnās uc Radioaktīvo preparātu jaudīgo starojumu izmanto metāllējumu iekšējās struktūras pētīšanai, lai atklātu tajos defektus.
8 slaids
Slaida apraksts:
Izotopi lauksaimniecībā Arvien biežāk lauksaimniecībā tiek izmantoti radioaktīvie izotopi. Augu sēklu (kokvilnas, kāpostu, redīsu u.c.) apstarošana ar nelielām radioaktīvo preparātu staru devām rada ievērojamu ražas pieaugumu. Lielas starojuma devas izraisa mutācijas augos un mikroorganismos, kas dažos gadījumos izraisa mutantu parādīšanos ar jaunām vērtīgām īpašībām (radioselekcija). Tādējādi tika izaudzētas vērtīgas kviešu, pupu un citu kultūru šķirnes un iegūti augsti produktīvi mikroorganismi, kurus izmanto antibiotiku ražošanā. Radioaktīvo izotopu gamma starojumu izmanto arī kaitīgo kukaiņu apkarošanai un pārtikas konservēšanai.
9 slaids
Slaida apraksts:
Izotopi arheoloģijā Interesants pielietojums seno organiskas izcelsmes priekšmetu (koks, ogle, audumi u.c.) vecuma noteikšanai saņemts ar radioaktīvā oglekļa metodi. Augos vienmēr ir -radioaktīvs oglekļa izotops ar pussabrukšanas periodu T = 5700 gadi. Tas veidojas Zemes atmosfērā nelielā daudzumā no slāpekļa neitronu iedarbībā. Pēdējie rodas kodolreakciju dēļ, ko izraisa ātras daļiņas, kas atmosfērā nonāk no kosmosa (kosmiskie stari).
10 slaids
Izotopi Učitela Strašnova Tatjana Anatoljevna
Nodarbības mērķis Iepazīstināt ar izotopu jēdzienu Nodarbības veids - jauna materiāla apguve
Izotopi Tās ir noteikta ķīmiskā elementa šķirnes, kas atšķiras pēc masas. atomu kodoli. Tās ir viena un tā paša ķīmiskā elementa atomu (un kodolu) šķirnes ar atšķirīgu neitronu skaitu kodolā.
Izotopu atklāšanas vēsture Pirmie pierādījumi tam, ka vielām ar vienādu ķīmisko uzvedību var būt dažādas fizikālās īpašības, tika iegūti, pētot smago elementu atomu radioaktīvās pārvērtības. gadā kļuva skaidrs, ka urāna-jonija radioaktīvās sabrukšanas produktam un torija radioaktīvās sabrukšanas produktam - radiotorijam ir tādas pašas ķīmiskās īpašības kā torijam, bet atšķiras no tā atommasas un radioaktīvās vielas īpašībām. sabrukšana. Vēlāk tika noskaidrots, ka visiem trim produktiem ir vienādi optiskie un rentgenstaru spektri.
Vielas, kurām ir identiskas ķīmiskās īpašības, bet atšķiras atomu masa un dažas fizikālās īpašības, pēc angļu zinātnieka F. Sodija ierosinājuma sāka saukt par izotopiem.
Ūdeņraža izotopi Ūdeņradis sastopams trīs izotopu veidā, kuriem ir atsevišķi nosaukumi: 1H - protijs (H), 2H - deitērijs (D), 3H - tritijs (T; radioaktīvs). Protijs un deitērijs ir stabili izotopi ar masas skaitļiem 1 un 2. To saturs dabā ir attiecīgi 99,98% un 0,01%. Šī attiecība var nedaudz atšķirties atkarībā no ūdeņraža ieguves avota un metodes.
Ūdeņraža izotopi 3 H - tritija (T) radioaktīvais). Ūdeņraža izotops 3H (tritijs) ir nestabils. Tā pussabrukšanas periods ir 12,32 gadi. Tritijs dabā ir sastopams ļoti mazos daudzumos.
izotopi atrodas tajā pašā vietā (vienā šūnā) periodiskajā tabulā. 16 17 18 O, O, O - trīs stabili skābekļa izotopi Visiem viena elementa izotopiem ir vienāds kodollādiņš (skābeklim ir 8), kas atšķiras tikai ar neitronu skaitu. Parasti izotopu apzīmē ar tā ķīmiskā elementa simbolu, kuram tas pieder, pievienojot augšējo kreiso indeksu, kas norāda masas skaitli.
Radioaktīvie izotopi ir izotopi, kuru kodoli ir nestabili un tiek pakļauti radioaktīvai sabrukšanai. Lielākā daļa zināmo izotopu ir radioaktīvi (tikai aptuveni 300 no vairāk nekā 3000 zinātnei zināmajiem nuklīdiem ir stabili). Jebkuram ķīmiskajam elementam ir vismaz daži radioaktīvie izotopi, tajā pašā laikā ne visiem elementiem ir vismaz viens stabils izotops; tātad visi zināmie visu elementu izotopi, kas nāk aiz svina periodiskajā tabulā, ir radioaktīvi.
1. slaids
2. slaids
3. slaids
Izotopi Tās ir noteikta ķīmiskā elementa šķirnes, kas atšķiras pēc atomu kodolu masas. Tās ir viena un tā paša ķīmiskā elementa atomu (un kodolu) šķirnes ar atšķirīgu neitronu skaitu kodolā.
4. slaids
Izotopu atklāšanas vēsture Pirmie pierādījumi tam, ka vielām ar vienādu ķīmisko uzvedību var būt dažādas fizikālās īpašības, tika iegūti, pētot smago elementu atomu radioaktīvās pārvērtības. gadā kļuva skaidrs, ka urāna-jonija radioaktīvās sabrukšanas produktam un torija radioaktīvās sabrukšanas produktam - radiotorijam ir tādas pašas ķīmiskās īpašības kā torijam, bet atšķiras no tā atommasas un radioaktīvās vielas īpašībām. sabrukšana. Vēlāk tika noskaidrots, ka visiem trim produktiem ir vienādi optiskie un rentgenstaru spektri.
5. slaids
Vielas, kurām ir identiskas ķīmiskās īpašības, bet atšķiras atomu masa un dažas fizikālās īpašības, pēc angļu zinātnieka F. Sodija ierosinājuma sāka saukt par izotopiem.
6. slaids
Ūdeņraža izotopi Ūdeņradis sastopams trīs izotopu veidā, kuriem ir atsevišķi nosaukumi: 1H - protijs (H), 2H - deitērijs (D), 3H - tritijs (T; radioaktīvs). Protijs un deitērijs ir stabili izotopi ar masas skaitļiem 1 un 2. To saturs dabā ir attiecīgi 99,98% un 0,01%. Šī attiecība var nedaudz atšķirties atkarībā no ūdeņraža ieguves avota un metodes.
7. slaids
Ūdeņraža izotopi 3 H - tritija (T) radioaktīvais). Ūdeņraža izotops 3H (tritijs) ir nestabils. Tā pussabrukšanas periods ir 12,32 gadi. Tritijs dabā ir sastopams ļoti mazos daudzumos.
8. slaids
izotopi atrodas tajā pašā vietā (vienā šūnā) periodiskajā tabulā. 16 17 18 O, O, O - trīs stabili skābekļa izotopi Visiem viena elementa izotopiem ir vienāds kodollādiņš (skābeklim ir 8), kas atšķiras tikai ar neitronu skaitu. Parasti izotopu apzīmē ar tā ķīmiskā elementa simbolu, kuram tas pieder, pievienojot augšējo kreiso indeksu, kas norāda masas skaitli.
9. slaids
Radioaktīvie izotopi ir izotopi, kuru kodoli ir nestabili un tiek pakļauti radioaktīvai sabrukšanai. Lielākā daļa zināmo izotopu ir radioaktīvi (tikai aptuveni 300 no vairāk nekā 3000 zinātnei zināmajiem nuklīdiem ir stabili). Jebkuram ķīmiskajam elementam ir vismaz daži radioaktīvie izotopi, tajā pašā laikā ne visiem elementiem ir vismaz viens stabils izotops; tātad visi zināmie visu elementu izotopi, kas nāk aiz svina periodiskajā tabulā, ir radioaktīvi.