Изотопная геохимия нефти и газа

ИЗОТОПЫ»

атомного ядра, а их миграция – от наружных электронов, определяющих

химические свойства элементов.

Ядра химических элементов характеризуются отсутствием четких границ, малыми размерами 10-13 – 10-14 см, значительной массой (практически равной массе атома) и очень высокой плотностью 3600 млн. – 1 млрд. тонн / см3.

Для сравнения: размеры атомов в среднем 10-8 см (1 ангстрем).

не имеющих заряда нейтронов (n).

Массы протона и нейтрона примерно

равны и составляют 1/12 часть атомной массы углерода или 10-24 грамм (1 дальтон).


Количество протонов в ядре элемента совпадает с порядковым номером химического элемента в периодической таблице Менделеева и определяет суммарный положительный заряд ядра.

следует придерживаться следующих обозначений:

О (кислород) – название (индекс) элемента,

А – массовое число элемента, равное сумме протонов (Z) и нейтронов (N), то есть А = Z + N.
Очевидно:
Z = А – N
N = А – Z

и нейтронов в ядре всегда меньше их общей массы. Такое

явление называется дефектом масс и объясняется переходом массы в энергию, которая делает ядро устойчивым. Таким образом: чем больше дефект масс – тем устойчивее ядро.

Между количеством протонов и нейтронов существует определенный баланс при нарушении которого ядро становится неустойчивым. Начиная с элемента № 83 (Bi) даже дополнительные нейтроны не делают ядро устойчивым.

нейтронов равно единице

неустойчивые с нечетными количествами протонов и нейтронов. Нечетность одного из

нуклонов ведет к уменьшению количества изотопов в 3 раза.

Массовое число наиболее устойчивых атомных ядер
делится на 4 без остатка. Такие элементы обозначаются 4Q и называются «гелионы».

20, 28, 50, 82, 126 - называются магическими.

Дваждымагические ядра

имеют магическое число и протонов и нейтронов.

Общий ряд магических ядер:
24He, 816O, 2040Ca, 2860Ni, 3888Sr, 50120Sn, 56138Ba, 82208Pb

В этом ряду He, O, Ca, Pb дваждымагические, они самые устойчивые и важные из всех элементов.

He – элемент космоса, О и Са распространенные элементы земной коры.

изотопов (от греч.: «то же самое место»). Позже было доказано,

что атомный номер элемента соответствует заряду ядра, а изотопы – это атомы или «нуклиды» с одним и тем же атомным номером, но с разными массами.

нестабильные нуклиды.
4. Короткоживущие нестабильные нуклиды не встречающиеся в природе.

Численность нуклидов
1

группа – 273 нуклидов
2 группа + 3 группа – 67 нуклидов
Всего в природе обнаружены 340 нуклидов

4 группа – 1360 нуклидов
Всего известно около 1700 нуклидов всех химических элементов

элемента будет либо 1, либо 2 изотопа.
Если Z четное

– то у элемента будет от 2 до 10 изотопов