化学发展史:同位素问题的解决

同位素问题的解决是化学发展史上重要的一笔。从20世纪初期开始,放射性元素的发现越来越多:铀、钍X、镭A、镭B、镭C、锕Ⅹ…到了1910年,被人们发现的放射性“新元素”已达到30种。

化学发展史:同位素问题的解决插图

适合年龄:6岁以上

难易程度:中级

化学知识点:化学发展史、同位素。

元素周期表中并没有与这对应的位置,难道元素周期表对这些放射性元素是不适应的?针对这一问题,卢瑟福的助手索迪提出了一个假说:对于那些原子量和放射不同,但化学性质完全相反的元素变种,这些变种在周期表中应该处于同位置,因而可命名为“同位素”。

化学发展史:同位素问题的解决插图1

“同位素”究竟是什么?为什么同位素的原子量不同,放射性不同,而化学性质却完全相同?而门捷列夫的元素周期表认为,原子量决定了元素在周期表中的位置,按照索迪的假说,是不是元素周期表也要作出改动?

这一系列问题的解决都要依赖一个人的出现——卢瑟福。他是20世纪最伟大的实验物理学家之一,在放射性和原子结构等方面,都做出了巨大的贡献。

卢瑟福关于放射性的研究确立了放射性是发自原子内部的变化。放射性能使一种原子改变成另一种原子,而这是一般物理和化学变化所达不到的。这一发现打破了元素不会变化的传统观念,使人们对物质结构的研究进入到原子内部这一新的层次。

卢瑟福提出了著名的原子“太阳系模型”:原子犹如一个极小的“太阳系”,“太阳”是个带正电的原子核,在核外有一些质量很小、带负电的电子像行星一样绕它运动。卢瑟福的原子模型,成功地解释了许多物理化学现象,“太阳系模型”的提出和认证为同位素问题的解决做了铺垫,这时,离事实只有一步之遥了经过不断的研究,同位素的问题解决了,同位素是含有相同质子数和中子数的一类原子的总称。比如氢的同位素有3种,氕、氘和氚。这三种同位素的原子量不同,但是他们的质子数相同,所以原子序数也一样,在元素周期表中应该在同一位置。

知识拓展:

卢瑟福简介:

卢瑟福1871年8月30日出生于新西兰纳尔逊的一个手工业工人家庭。他进入新西兰的坎特伯雷学院学习。23岁时获得了三个学位。1895年在新西兰大学毕业后,获得英国剑桥大学的奖学金,进入卡文迪实验室,成为汤姆森的研究生。1919年接替退休的汤姆森,担任卡文迪实验室主任。1925年当选为英国皇家学会主席。

化学发展史:同位素问题的解决插图2

元素发展神速:

从门捷列夫正式提出的元素周期律,到1984年合成118号元素的100多年时间里,人们发现或合成了56种元素,每一种元素的发现都证明了门捷列夫理论的正确性。是不是还有其他的元素呢?我们有理由相信,元素的研究是无止境的。在化学这个神奇的世界里,需要我们不断探索,才能看到真理的影子。

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