Почему изотопы калия


стабильные и радиоактивные атомные ядра

Калий является химическим элементом, которому в периодической таблице Д. И. Менделеева соответствует символ "K" (с лат. Kalium) и номер 19. С арабского языка название этого элемента переводится как "зола растений". Металл обладает яркими щелочными свойствами, имеет бело-серебристый цвет и распространен в природе в соленой воде и минералах. Химическая активность металла достаточно высокая, он легко окисляется на воздухе. Существует большое число изотопов калия, которые используются в различных областях деятельности человека.

Что такое атомные изотопы?

Перед рассмотрением вопроса об изотопах калия объясним термин "изотоп". Под изотопами атома конкретного химического элемента понимается набор атомов, которые имеют один и тот же номер в периодической системе Менделеева, но отличаются друг от друга массой ядер. При этом число протонов во всех ядрах изотопов данного элемента является одинаковым. Отличается лишь число нейтронов.

Сам термин "изотоп" ведет свое происхождение с греческого языка и состоит из двух слов: isos - равный и topos - место. Впервые этот термин начал использоваться в начале XX века английским ученым Фредериком Содди, который вошел в историю химии, как исследователь радиоактивности атомов и природы изотопов различных элементов. За свои заслуги Содди получил Нобелевскую премию в 1921 году по химии.

Отметим, что большинство химических элементов имеют более одного изотопа. Всего 8 элементов периодической таблицы обладают одним изотопом, например, натрий или бериллий. Элементом, который имеет больше всего стабильных изотопов, является олово, у него их 10.

Стабильность изотопов

Чтобы ядро атома конкретного химического элемента было стабильным, необходимо соблюдение определенного соотношения нейтронов и протонов в этом ядре. Если это соотношение нарушается, изотоп становится нестабильным и в результате процессов радиоактивности распадается на более стабильные изотопы. Понятие стабильности является относительным, поскольку многие изотопы, будучи нестабильными, имеют большой период полураспада и могут считаться относительно стабильными.

Нестабильные или радиоактивные изотопы преобразуются в более стабильные атомы. В результате этого процесса происходит испускание бета-, альфа- или гамма-излучения.

Искусственно полученные радиоактивные изотопы используются для различных техник исследования в медицине. Применение же природных радиоактивных изотопов находит себя в области геологии для определения возраста пород и живых организмов, а также при производстве атомной энергии.

Изотопы калия

Калий имеет 24 различных изотопа. Эти изотопы обладают массой от 32 до 56 в атомных единицах массы (АЕМ). Учитывая, что калий занимает 19 порядковый номер в таблице Менделеева, значит, ядро изотопа калия содержит 19 протонов и от 13 до 37 нейтронов. Из всех этих изотопов всего три обладают большим временем жизни. Говоря более точно, отметим, что два изотопа, 39K и 41K, являются стабильными, в то время как третий изотоп, 40K, имеет большой период полураспада (1,25 миллиарда лет).

Содержание в природе калия и его изотопов

Содержание в природе изотопов калия составляет 2,4 % от массы всей земной коры, что ставит его на 7-е место в списке самых распространенных элементов на нашей планете. Из-за его высокой химической активности очень тяжело получить чистый калий. Кроме того, растворимость калия очень велика, поэтому во многих минералах он содержится в небольших концентрациях. Тем не менее на дне древних озер находятся большие количества этого элемента в виде следующих минералов:

  • карналлит;
  • лангбейнит;
  • полигалит;
  • сильвин.

Из этих минералов добыча калия является экономически целесообразной. Но калий существует в этих минералах не в виде одного изотопа. Как было выше сказано про стабильные изотопы, калий имеет три изотопа, содержание в природе которых составляет 93,3 % 39K, 6,7 % 41K и 0,012 % 40K.

Относительно стабильный изотоп K40

Радиоактивный изотоп калия 40K распадается либо за счет захвата электрона, либо за счет испускания позитрона. При этом образуется изотоп аргона 40Ar. Большой период полураспада 40K (1,248*109 лет) объясняется спин-запрещенным переходом этого изотопа в другой стабильный элемент.

В любом калийсодержащем минерале этот радиоактивный изотоп находится в достаточных количествах для демонстрации в школьных экспериментах явления радиоактивности. У людей и животных этот изотоп является главным источником их радиоактивности. Так, у человека весом 70 кг в организме находится около 4400 ядер 40K, которые распадаются каждую секунду.

Радиоактивный распад 40K на 40Ar используется в качестве одного из самых надежных методов определения возраста горных пород. Суть метода калия-аргона заключается в том, что при преобразовании гор в них не содержался аргон. В процессе времени атомы 40K распадались с образованием аргона, который задерживался в толще горных пород. Определение количества этого благородного газа, а также процентное содержание изотопов калия дает информацию о геологическом возрасте пород.

Другие радиоактивные изотопы

За исключением отмеченного изотопа 40K, все остальные изотопы этого химического элемента имеют периоды полураспада меньше 1 дня, большая же часть изотопов распадается быстрее, чем проходит минута. Почему изотопы калия, имеющие массы отличные от 39-41 АЕМ, распадаются так быстро? Дело в том, что в ядре атома калия содержится 19 протонов, а законы стабильности атомного ядра говорят, что количество нейтронов должно быть приблизительно такое же, чтобы атом мог существовать большое количество времени, не испытывая радиоактивный распад. Иными словами, чем ближе число нейтронов в ядре калия к 19, тем стабильнее будет такой изотоп.

Например, изотопы 42K и 43K (число нейтронов 23 и 24) имеют периоды полураспада 12,3 часа и 22,3 часа, соответственно. В то же время изотопы 33K и 34K (число нейтронов 14 и 15) распадаются за несколько наносекунд.

Изотопы калия - Wikipédia

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Le , калий ( K ), возможно, 24 изотопов, состоящих из числовых масс, вариантов между 32 и 55, а также четырех ядерных изомеров. Калий присутствует в природе в форме изотопов троицы: 39 K (большинство) и 41 K, tous deux stables, et un radioisotope à longue durée de vie (demi-vie de 1248 миллиардов лет) , 40 к.Стандарт массового атома составляет 39,0983 (1) u. Радиоизотопы калия, полученные в результате полураспада в журнале, и в течение нескольких минут.

Les isotopes les plus légers ( 32 K, 33 K et 34 K) как дезинтегрированные пары протонов и изотопов аргона, ceux un peu plus lourds, mais plus légers que les isotopes stables et 40 K с основным принципом дезинтеграции β + , изотопов аргона и других радиоизотопов плюс lourds, 40 K включительно, основной принцип дезинтеграции β - изотопов кальция.

Натуральный калий [модификатор | модификатор кода файла]

Натуральный калий, составляющий конюшню из двух изотопов 39 K и 41 K, и первичный радиоизотоп 40 K.

Изотоп Abondance

(в больших количествах)

39 К 93 2581 (44)%
40 К 0,0117 (1)%
41 К 6 7302 (44)%

Калий 40 [модификатор | модификатор кода файла]

Калий 40 ( 40 K), возможно, состоит из 19 протонов и 21 нейтрона.Первобытный радиоактивный изотоп, маловероятно встречающийся в связи с изотопом калия, присутствует в большом количестве в природе и в основном источнике радиоактивного вещества, а также в большом количестве, который содержится в карбоне 14. Dans un corps Humain de 70 kg, Environment 4400 noyaux de 40 K se désintègrent par Second [1] .

Le Калий 40 как дезинтегрирующий принцип (88,8%) при дезинтеграции β - en 40 Ca, стабильный.Il se désintègre aussi de façon minoritaire (11,2%) par capture electronique et en ratio quasiment négligeable par désintégration β + (ce qui fait de lui sans ce cas Red Nucléide émetteur de positron à plus longue demi-vie) en 40 Ar, стабильная охрана. Sa demi-vie est de 1,248 × 10 9 années.

La désintégration de 40 K en 40 Ar est utilisée dans la datation des roches selon une méthode appelée datation au potassium-argon.Этот метод покоя для гипотезы очередного образования не содержит содержимого аргона для образования лора, и в этом случае постоянный аргонный элемент представляет собой форму дезинтеграции калия 40. Ces minéraux sont donc datés par la mesure de la Quantité de Kali et de l'argon radiogénique Accumulé.

(5)
Символ
изотопа
Z (п) Н (п) Masse isotopique (u) Деми-ви Режим (ы) дезинтеграции
[2] , [n 1]
Изотоп (ы)

fils [n 2]

Spin

Nucléaire

Энергия возбуждения
32 К 19 13 32,02192 (54) # с. 31 Ar 1 + #
32 м К 950 (100) # кэВ ? 4 + #
33 К 19 14 33 00726 (21) # <25 нс с. 32 Ar (3/2 +) #
34 К 19 15 33,99841 (32) # <40 нс с. 33 Ar 1 + #
35 К 19 16 34,988010 (21) 178 (8) мс β + (99,63%) 35 Ar 3/2 +
β + , п (0,37%) 34 Cl
36 К 19 17 35,981292 (8) 342 (2) мс β + (99,94%) 36 Ар 2+
β + , p (0,048%) 35 Класс
β + , α (0,012%) 32 S
37 К 19 18 36,97337589 (10) 1,226 (7) с β + 37 Ar 3/2 +
38 К 19 19 37,96 7 636 (18) мин β + 38 Ар 3+
38м1 К 130,50 (28) кэВ 924,2 (3) мс 0+
38м2 К 3458,0 (2) кэВ 21,98 (11) мкс (7 +), (5+)
39 К 19 20 38,96370668 (20) Конюшня 3/2 +
40 K [n 3] , [n 4] 19 21 39,96399848 (21) 1248 (3) × 10 9 а β - (88,8%) 40 Ca 4-
CE (11,2%) 40 Ар
β + (0,001%) 40 Ар
40 м К 1643,639 (11) кэВ 336 (12) нс 0+
41 К 19 22 40,96182576 (21) Конюшня 3/2 +
42 К 19 23 41,96240281 (24) 12360 (12) ч β - 42 Ca 2-
43 К 19 24 42,960716 (10) 22,3 (1) ч β - 43 Ca 3/2 +
44 К 19 25 43,96156 (4) 22,13 (19) мин β - 44 Ca 2-
45 К 19 26 44,960699 (11) 17,3 (6) мин β - 45 Ca 3/2 +
46 К 19 27 45,961977 (17) 105 (10) с β - 46 Ca 2 (-)
47 К 19 28 46,961678 (9) 17,50 (24) с β - 47 Ca 1/2 +
48 К 19 29 47,965514 (26) 6,8 (2) с β - (98,86%) 48 Ca (2-)
β - , n (1,14%) 47 Ca
49 К 19 30 48 96745 (8) 1,26 (5) с β - , п (86%) 48 Ca (3/2 +)
β - (14%) 49 Ca
50 К 19 31 49,97278 (30) 472 (4) мс β - (71%) 50 Ca (0-, 1,2-)
β - , n (29%) 49 Ca
51 К 19 32 50,97638 (54) # 365 (5) мс β - (53%) 51 Ca 3/2 + #
β - , n (47%) 50 Ca
52 К 19 33 51,98261 (75) # 105 (5) мс β - , п (64%) 51 Ca (2 -) #
β - , 2n (21%) 50 Ca
β - (15%) 52 Ca
53 К 19 34 52,98712 (75) # 30 (5) мс β - , п (67%) 52 Ca (3/2 +) #
β - , 2n (17%) 51 Ca
β - (16%) 53 Ca
54 К 19 35 53,99420 (97) # 10 (5) мс β - (> 99,9%) 54 Ca 2- #
β - , n (<, 1%) 53 Ca
55 К 19 36 54,99971 (107) # 3 # мс β - 55 Ca 3/2 + #
β - , н. 54 Ca

Ремарка [модификатор | модификатор кода файла]

  • Les valeurs marquées # ne sont pas purement dérivées des données expérimentales, mais aussi au moins en partie à partir des temances systématiques.Les spins avec des arguments d'affectation faibles без скобок.
  • Les incertitude sont données de façon concise entre parenthèses après la décimale correante. Les valeurs d'incertitude, обозначенный как автомобильный, за исключением изотопной композиции и атомной массы, стандартной для IUPAC, которая используется для неопределенности élargies.
  • Масса заместителей изотопов:
    • (en) G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O.Берсиллон, « Оценка ядерных и распадных свойств NUBASE », Nuclear Physics A , vol. 729, , стр. 3–128 (DOI 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729 .... 3A, lire en ligne [архив ] )
  • Стандарты составов, изотопов и масс, атомные:
    • (ru) J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H.Хидака, Х. С. Пайзер, К. Дж. Р. Росман и П. Д. П. Тейлор, « Атомный вес элементов. Review 2000 (Технический отчет IUPAC) », Чистая и прикладная химия , т. 75, n o 6, , p. 683–800 (DOI 10.1351 / pac200375060683, lire en ligne)
    • (en) М. Э. Визер, « Атомные веса элементов 2005 (Технический отчет IUPAC) », Чистая и прикладная химия , тома. 78, n o 11, , p. 2051–2066 (DOI 10.1351 / pac200678112051, резюме, lire en ligne)
  • Demi-vie, spin et données sur les isomères sélectionnés depuis les sources suivantes:
    • (en) Г. Ауди, А. Х. Вапстра, К. Тибо, Дж. Блахот и О. Берсиллон, « Оценка ядерных свойств и свойств распада NUBASE », Nuclear Physics A , vol. 729, , стр. 3–128 (DOI 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001, Bibcode 2003NuPhA.729 .... 3A, lire en ligne [архив ] )
    • (en) Национальный центр ядерных данных, « База данных NuDat 2.1 », Брукхейвенская национальная лаборатория (консультация en septembre 2005)
    • (en) N. E. Holden et D. R. Lide (, реж. ), Справочник CRC по химии и физике , CRC Press, , 85 e éd., 2712 стр. (ISBN 978-0-8493-0485-9, lire en ligne) , «Таблица изотопов», раздел 11
Периодическая таблица изотопов ,

изотопов калия - wikiwand

Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу Wikiwand для Изотопов калия .

Подключено к:
{{:: readMoreArticle.title}}

Из Википедии, свободной энциклопедии

{{}} BottomLinkPreText {{}} BottomLinkText Эта страница основана на статье в Википедии, написанной участники (читать / редактировать).
Текст доступен под Лицензия CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и аудио доступны по соответствующим лицензиям.
{{current.index + 1}} из {{items.length}}

Спасибо за жалобу на это видео!

Пожалуйста, помогите нам решить эту ошибку, написав нам по адресу support @ wikiwand.com
Сообщите нам, что вы сделали, что вызвало эту ошибку, какой браузер вы используете и установлены ли у вас какие-либо специальные расширения / надстройки.
Спасибо! ,

ТЕМА 1: Изотопы. Калий% Калий% Калий% ПРОТОНЫ ЭЛЕКТРОНЫ НЕЙТРОНЫ Существует 3 изотопа атомов K.

Презентация на тему: «ТЕМА 1: Изотопы. Калий-39 93,25% Калий-40 6,73% Калий-41 0,12% ПРОТОНЫ ЭЛЕКТРОНЫ НЕЙТРОНЫ 19 20 2221 Есть 3 изотопа атомов К» - стенограмма презентации:

1 ТЕМА 1: Изотопы

2 Калий-39 93.25% Калий-40 6,73% Калий-41 0,12% ПРОТОНЫ ЭЛЕКТРОНЫ НЕЙТРОНЫ 19 20 2221 Есть 3 изотопа атомов K

3 Что такое изотопы? -АТОМЫ ОДНОГО ЭЛЕМЕНТА: С одинаковым количеством, но РАЗНЫМ КОЛИЧЕСТВОМ НЕЙТРОНОВ p +

4 Пример 1:

5 Пример 2:

6 5 постулатов атомной теории Дальтона Какие два из них неверны ?.......Зачем? 1. Вся материя состоит из очень маленьких частиц, называемых атомами. 2. Все атомы данного элемента идентичны, имеют одинаковый размер, массу и химические свойства. Атомы конкретного элемента отличаются от атомов любого другого элемента. 3. Атомы нельзя создать, разделить на более мелкие частицы или уничтожить. 4. Различные атомы объединяются в простых целочисленных отношениях с образованием соединений. 5. В химической реакции атомы разделяются, объединяются или перегруппировываются.


7 Два способа написать символ для изотопа: K 19 39 Mass # Калий- 39 Атомное # Массовое число = # протонов + # нейтронов

8 Сколько p +, e -, & n 0 содержится в каждом из следующих атомов? 1.галлий - 64 p + = 31 e- = 31 2. 132 Cs 55 p + = 55 e- = 55 64-31  n 0 = 33 132-55  n 0 = 77

9 Изотопные сходства: b. Химически и физически одинаковы Почему? а. Одинаковое количество p + и e - одинаковое количество валентных электронов  определяет химическое поведение

10 Изотопные различия: а. Различное количество нейтронов c. Разные массы b. Разные массовые числа

11 изотоп Атомный # Масса # # P + # P + # E- # E- # n0 # n0 Символ NEON- 22 22 Кальций-46 26 10 1210 Ne 204620 Ca 10 22 46 20

.

Смотрите также