Transcript Struktura atoma Radioaktivnost Atom   Atom je najsitnija čestica nekog elementa koja ima sve fizičke i hemijske osobine tog elementa. Atom se sastoji od veoma malog,

Struktura atoma
Radioaktivnost
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.
prečnik jezgra je oko 10-15 m
prečnik atoma je oko 10-10 m
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.

Neutron je neutralna čestica.
p+
n0
neutron
proton
nukleus
telo
atom
elektron
jezgro





proton
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.




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).
A=Z+N
maseni broj
A
Z
X
redni broj

14 = 6 + 8
6
C
8
neutrona
14
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.
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.
e
e
e
p
p
n
p
n
n
1
1
H
protijum
2
1
H
deuterijum
3
1
H
tricijum
Nuklearne sile



Nukleus se sastoji od pozitivno naelektrisanih protona i
neutralnih neutrona, koje na okupu drži jaka 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.
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 zračenja nazvani su
radioaktvini elementi a zračenje radioaktivni zraci.
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.



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.
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.
α
γ
β-
Alfa zraci



 čestica  jezgro He
4
2
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.
+
263
106
Sg
259
104
Rf
4
2
He

Maseni broj novonastalog jezgra je za četiri manji, a
redni broj za dva u odnosu na početno jezgro.
A
Z

X 
A4
Z 2
Y  He
4
2
Prodornost alfa zraka je slaba,zaustavlja ih list papira,a
brzina im je i oko 20 000 km/s.
Beta zraci


Beta zraci su negativno naelektrisani brzi elektroni, koje
emituje jezgro.
Srednje su prodornosti i brzine oko 200 000 km/s.
+
228
88
Ra
228
89
Ac

e



Jezgro ne sadrži elektrone. Beta zraci nastaju
transformacijom 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.
A
Z
X  Y e
A
Z 1

Gama zraci




Gama zraci obično prate alfa i beta-zračenje.
Gama zraci su vrsta elektromagnetnih talasa 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.
alfa zraci
beta zraci
e
e
e
e
e
e
gama zraci
papir
Al-folija
olovo
238
92
U
Z = 82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
Th-234
92
U-238
Pa-234
Pb-218
Po-218
Rn-222
Ra-226
Th-230
U-234
Bi-214
Pb-210
Po-214
Bi-210
206
82
Pb
Pb-206
Po-210
Zašto horizontalne strelice odgovaraju alfa
a dijagonalne beta transformaciji?
Spektar elektromagnetnih talasa
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.
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 ?



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.
14
C
14
CO2
O2


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.
Posledice delovanja radioaktivnih zraka na
organizam


Radioaktivni zraci mogu da pogode atomsko jezgro nekog atoma, u
molekulu u jedru ćelije-u hromozomu, pri čemu će doći do promene
osobina te ćelije. U organizmu će se javiti neki drugi atom, nastao iz
ćelije čije je svojstvo promenjeno "udarom" radioaktivnog zraka.
Takva ćelija, sa promenjenim osobinama, neće se više ponašati kao
ostale u njenoj okolini. ona će početi nekontrolisano da se
razmnožava stvarajući tkivo koje nema nikakve koristi za organizam.
Takav bezoblični i "divlji" organizam u normalnom organizmu, naziva
se tumor. Tumori mogu biti dobroćudni i zloćudni (maligni, rak).
Poremećaji u hromozomu izazvani radioaktivnim 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
degeneracije organizma ispoljiti u narednoj ili nekoj kasnijoj gneraciji.
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.
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.


Koristeći periodni
sistem elemenata,
odredi elemenate čiji
su atomi predstavljeni.
Zapiši hemijski simbol
sa rednim i masenim
brojem.


Šta predstavlja dati grafik?
Vrednosti koje fizičke veličine su na horizontalnoj osi ?