Struktura atoma Radioaktivnost

1. Struktura atomaRadioaktivnost

2. Atom • Atom je najsitnija čestica nekog elementa koja ima sve fizičke i hemijske osobine tog elementa. • Atom se sastoji od veoma malog, pozitivno nalelektrisanog nukleusa (jezgra) okruženog oblakom negativno naelektrisanih elektrona.

3. prečnik jezgra je oko 10-15 m prečnik atoma je oko 10-10 m

4. Sastav jezgra • Nukleus se sastoji od pozitivno naelektrisanih protona i neutralnih neutrona. • Iako je nukleus manji od deset-hiljaditog dela ukupne veličine atoma, nukleus sadrži više od 99,9% atomske mase. • Proton je pozitivna čestica.p+ • Neutron je neutralna čestica.n0 neutron proton nukleus

5. telo atom elektron proton jezgro neutron • Masa protona i neutrona su približno jednake. • Masa protona je oko 2000 puta veća od mase elektrona. • Proton i elektron nose istu količinu suprotnog naelektrisanja. • Elementarno naelektrisanje-najmanje moguće u prirodi. • Atom je u celini neutralna čestica.

6. A = Z + N 14 = 6 + 8 C maseni broj 14 X A 6 Z 8 neutrona redni broj • Broj protona u nukleusu (Z) se zove redni ili atomski broj. • Broj protona određuje osobine elementa. • Broj neutrona se označava sa N. • Mseni broj,atomska masa, ( A) je zbir broja protona i neutrona (Z+N). • Izotopi su atomi jednog elementa sa različitim masenim brojem. Ement može imati različite izotope, koji se međusobno razlikuju po broju neutrona koji se nalaze u jezgru.

7. p p p n n n e e e Izotopi vodonika • Do sada je poznato 112 elemenata, koji variraju od najlakšeg, vodonika, do još bezimenog elementa 112. Svi elementi teži od uranijuma su vještački dobijeni. Među elementima postoji otprilike 270 stabilnih izotopa i više od 2000 nestabilnih izotopa.

8. Nuklearne sile • Nukleus se sastoji od pozitivno naelektrisanih protona i neutralnih neutrona, koje na okupu držijaka ili nuklearna sila. • Ova sila je mnogo jača od elekrtostatičke odbojne sile između protona, ali je njen domet ograničen na razdaljinu reda veličine 10-15 metara. • Nuklearne sile su nezavisne od naelektrisanja, što značI da su nuklearne sile između dva protona, ili protona i neutrona, jednake.

9. Radioaktivnost • 1896.god. Henri Bekerel, francuski fizičar, je radio na jedinjenjima koja sadrže element uranijum. Na njegovo iznenađenje, otkrio je da na fotografskoj ploči, ostaju neki magloviti tragovi, kada se ova uranijumova jedinjenja nalaze u blizini ploče, čak i kad je ona uvijena u crnu hartiju. • Nekoliko materijala različitih od uranijuma su, takođe,emitovali ove nevidljive zrake. • Elementi koji emituju ovu vrstu zračenjanazvani suradioaktvini elementi a zračenje radioaktivni zraci.

10. Marija Sklodovska - Kiri(1867.-1934). • Poljakinja Marija Kiri je završila fiziku na Sorboni kao najbolji student u klasi 1893. Prva je žena koja se istakla u naučnom svetu. Shvatila je fenomen radioaktivnosti i 1898. otkrila elemente plutonijum i radijum. Dobila je Nobelovu nagradu iz fizike 1903, koju je delila sa svojim suprugom Pjerom Kiri i Henrijem Bekerelom. S obzirom na to da se radijum nalazi u veoma malim količinama u rudi uranijuma, Marija i Pjer Kiri su morali da prerade tone uranijumove rude da bi dobili tek desetinu grama radijuma 1902.

11. Marija Kiri je dokazala da se radijacija sastoji od najmanje dve vrste zračenja, različitih osobina. Za to je dobila drugu Nobelovu nagradu, ovog puta iz hemije 1911.godine i tako postala prvi i jedini dvostruki nobelovac. • Na žalost, radeći sa radioaktivnim materijalima ozračena je i dobila je leukemiju, od čega je umrla 1934. • Sa Marijom Kiri radio je naš istaknuti fizičar Pavle Savić.

12. α γ β- Radioaktivni zraci • 1899. god. Ernest Raterford je otkrio da uranijumova jedinjenja proizvode tri različite vrste radioaktivnih zraka. Odvojio ih je prema njihovim prodornim sposobnostima i nazvao prema prva tri slova grčkog alfabeta, alfa, beta i gama zraci.

13. Alfa zraci • Ispuštanje alfa-čestica, ili jezgra helijuma (4He), je proces koji se naziva alfa-transformacija. • Jezgro koje nastaje pri alfa-transformaciji će imati drugačiju masu i naelektrisanje od početnog jezgra. • Promena broja nukleona jezgra znači da je element promenjen u neki drugi element. +

14. Maseni broj novonastalog jezgra je za četiri manji, a redni broj za dva u odnosu na početno jezgro. • Prodornost alfa zraka je slaba,zaustavlja ih list papira,a brzina im je i oko 20 000 km/s.

15. Beta zraci • Beta zraci su negativno naelektrisani brzi elektroni, koje emituje jezgro. • Srednje su prodornosti i brzine oko 200 000 km/s. +

16. Jezgro ne sadrži elektrone. Beta zraci nastajutransformacijom jednog neutrona,na proton i elektron u okviru jezgra. • Zbog toga se broj protona, a time i atomski broj povećava za jedan. • Kako je masa elektrona samo mali deo atomske mase, masa jezgra koje prolazi kroz beta transformaciju se samo malo promeni. Praktično, maseni broj ostaje nepromenjen.

17. alfa zraci beta zraci gama zraci papir Al-folija olovo e e e e e e Gama zraci • Gama zraci obično prate alfa i beta-zračenje. • Gama zraci su vrsta elektromagnetnihtalasa velike energije i prodornosti. • Neutralni su i brzine od 300 000 km/s. • Kada nukleus emituje gama-zrake ne menja se ni redni ni maseni broj.

18. Z = 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 U-238 Th-234 Pa-234 U-234 Th-230 Ra-226 Rn-222 Po-218 Po-214 Po-210 Pb-218 Pb-210 Pb-206 Bi-214 Bi-210 Zašto horizontalne strelice odgovaraju alfa a dijagonalne beta transformaciji?

19. Spektar elektromagnetnih talasa

20. Vreme poluraspada • Broj raspadnutih atoma (jezgara) radioaktivnog elementa zavisi od početnog broja jezgara i proteklog vremena. • Vreme poluraspada (T1/2) je vreme potrebno da se polovina preostalih jezgara raspadne. • Vreme poluraspada je karakteristično za svaki radioaktivni element i nepromenljivo je. • Može biti delić sekunde ali i milijarde godina. • Period poluraspada izotopa 238U je 4.5 milijardi godina.

21. Kako se određuje starost arheoloških nalaza ? • Koliko puta ste otvorili novine i pročitali članak koji opisuje otkriće novog fosila ? Zatim se objavljuje podatak o starosti nalaska, koji iznosi možda milione godina ili i više. Da li ste se ikad zapitali kako su naučnici došli do podatka o starosti? Kako oni znaju, nekada sa sigurnošću, da se nešto desilo tako davno ?

22. O2 • Metoda radioaktivnog ugljenika, autora Amerikanca Libija koji je za ovaj postupak 1960. godine dobio Nobelovu nagradu za hemiju. • Ugljeniki se nalazi u osnovi svih živih bića u prirodi, javlja se u nekoliko izotopskih stanja,kao 12C, 13C i 14C.Element 12C je najstabilniji i čini 98,9%, 13C oko 1,1%, a učešće 14C je izražen u piko vrednostima . Radioaktivni raspad, izotopa je konstantan, tako da se smatra da je metoda 14C apsolutno sigurna u postupku datiranja.Vreme poluraspadaza izotopa 14C je 5730 godina, • Ovom metodom može se odrediti starost fosila do 40 000 godina u prošlost.

23. Radioaktivno zračenje, odnosno radijacija, prodire kroz živa tkiva oštećujući ih, pa je štetna za sva živa bića. • Nivo radioaktivnog zračenja meri se pomoću naročitog instrumenta koji se naziva Gajger-Milerov brojač koji radi na principu gasa. Naime, kada radijacija deluje na gas kojim je napunjen ovaj instrument, gas se naelektriše, a nivo tog naelektrisanja očitava se na skali ili se preko svojevrsnog zvučnika može čuti kao kuckanje.

24. Posledice delovanja radioaktivnih zraka na organizam • Radioaktivni zraci mogu da pogode atomsko jezgro nekogatoma, u molekulu u jedru ćelije-u hromozomu, pri čemu će doći dopromene osobina te ćelije. U organizmu će se javiti neki drugi atom, nastaoiz ćelije čije je svojstvo promenjeno "udarom" radioaktivnog zraka. Takva ćelija, sapromenjenim osobinama, neće se više ponašati kao ostale u njenoj okolini. ona će početinekontrolisano da se razmnožava stvarajući tkivo koje nema nikakve koristi za organizam.Takav bezoblični i "divlji" organizam u normalnom organizmu, naziva se tumor. Tumorimogu biti dobroćudni i zloćudni (maligni, rak). • Poremećaji u hromozomu izazvaniradioaktivnim zračenjem nekada ne moraju da se ispolje u organizmu koji je ozračen.Događa se da bude oštećen genetski molekul, pa će se pojava tumora ili degeneracijeorganizma ispoljiti u narednoj ili nekoj kasnijoj gneraciji.

25. Zaštita od radioaktivnog zračenja • Radioaktivno ili jonizujuće zračenje je stalno prisutno oko nas.Postoje prirodni i veštački izvori radioaktivnosti. • Ljudi su od svog postanka bili izloženi jonizujućem, radioaktivnom zračenju, i to iz prirodnih izvora: kosmičko zračenje, zračenje iz ruda koje sadrže radioaktivne elemente (uranijum, radijum...), iz radioaktivnog gasa radona koji izbija iz zemlje, iz hrane (radioaktivni kalijum). • Najveći izvori štetnog radioaktivnog zračenja su havarije nuklearnih elektrana i nuklearni otpad. • Štetne posledice nuklearne nesreće moguće je umanjiti pravovremenom primenom zaštitnih mera: • zaklanjanje, • evakuacija, • jodna profilaksa (zasićenje štitne žlezde stabilnim jodom da bi se sprečio unos radioaktivnog joda), • zaštita hrane i vode.

26. Šta mislite o štetnom zračenju mobilnih telefona? • Novinari Vladimir Lagovski i Andrej Moisenko iz redakcije novina Komsomolskaja Pravda odlučili su iz prve ruke saznati koliko su mobilni telefoni štetni. Tajna je u talasima bliskim mikrotalasnom području, koje zrače ti uređaji. Oni su učvrstili dva mobilna telefona i između njih postavili sveže kokošje jaje. Nazvali su sa jednog onaj drugi telefon i ostavili ih u stanju održavanja razgovora. Oni tvrde da je nakon 15 minuta jaje bilo već malo toplo, a nakon 65 minuta jaje je bilo tvrdo kuvano. • Protivrečne su tvrdnje o štetnosti zračenja mobilnih telefona, ali je svakako korisno držati ih dalje od našeg tela.

27. Koristeći periodni sistem elemenata, odredi elemenate čiji su atomi predstavljeni. • Zapiši hemijski simbol sa rednim i masenim brojem.

28. Šta predstavlja dati grafik? • Vrednosti koje fizičke veličine su na horizontalnoj osi ?