Контрольная работа по "Химия окружающей среды"

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимская государственная академия экономики и сервиса»

Кафедра «ООС и РИПР»                                                                                                                       

Контрольная работа

По дисциплине: Химия окружающей среды

Вариант 5

Выполнила: студентка гр. ОЗК-31

                                                                                     Жукова Ю.А.

                                                                           Проверил: канд.тех.наук, доцент

                                                                                                  Дмитриева О.А.

Уфа 2012

1. Вещественный состав литосферы. Основные закономерности.

Литосфера - внешняя сфера «твердой» Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии. Основными соединениями, образующими литосферу, являются диоксид кремния, силикаты и алюмосиликаты. Большую часть литосферы составляют кристаллические вещества, образовавшиеся при охлаждении магмы - расплавленного вещества в глубинах Земли. При остывании магмы образовывались и горячие растворы. Проходя по трещинам в окружающих горных породах, они охлаждались и выделяли содержащиеся в них вещества.

В литосфере выделяют массив горных пород, земную поверхность и почвы. Основная часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95 %), среди которых на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах-базальты. Верхний слой литосферы - это земная кора, минералы которой состоят преимущественно из окислов кремния и алюминия, окислов железа и щелочных металлов.

Основная масса организмов и микроорганизмов литосферы сосредоточенная в грунтах, на глубине не большее нескольких метров. Грунты - органо-минеральный продукт многолетней (сотни и тысячи лет) общей деятельности живых организмов, воды, воздуха, солнечного тепла и света есть одними из важнейших природных ресурсов. Современные грунты являются трехфазной системой (разнозернистые твердые частицы, вода и газы, растворенные в воде, и порах), которая состоит из смеси минеральных частиц (продукты разрушения горных пород), органических веществ (продукты жизнедеятельности биоты ее микроорганизмов и грибов). Наибольшей трансформации подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы в пределах суши. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва.

Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

Преобладающие элементы химического состава литосферы: О около 47%, Si около 30%, Аl около 8%, Fe около 5 %, Са, Мg, Na, К по 2-3% каждый.

Влияние поясов на литосферу. Интересная закономерность изменения природы, получившая название высотной поясности, наблюдается в горных районах. Высотная поясность — закономерная смена природных компонентов и природных комплексов с подъемом в горы от их подножия до вершин. Она обусловлена изменением климата с высотой: понижением температуры (на 0,6 °С на каждые 100 м подъема) и до определенной высоты (до 2—3 км) увеличением осад ков.1

Высотная поясность имеет много общего с горизонтальной зональностью, смена поясов в горах происходит в той же последовательности, как и на равнине при движении от экватора к полюсам. Однако природные пояса в горах меняются значительно быстрее, чем природные зоны на равнинах. Кроме того, в горах есть особый пояс субальпийских и альпийских лугов, которого нет на равнинах. Высотная поясность начинается в горах с аналога той горизонтальной зоны, в пределах которой расположены горы. Так, в горах находящихся в степной зоне, нижний пояс горностепной, в лесной — горнолесной и т. д. Количество высотных поясов зависит от высоты гор и их местоположения. Чем выше горы и чем ближе они расположены к экватору, тем богаче у них набор (спектр) поясов.

Характер высотной поясности гор определяется также их рас положением относительно океана. Горам, находящимся вблизи океана, свойственны лесные, во внутриконтинентальных аридных районах — безлесные пояса.

В результате наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты и его годового движения на Земле образовалось пять поясов освещения, ограниченных тропиками и полярными кругами. Они отличаются высотой полуденного стояния Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и соответственно тепловыми условиями.

Жаркий пояс лежит между тропиками (греч. tropikas — круг поворота). В его пределах Солнце два раза в году бывает в зените, на тропиках — по одному разу в год, в дни солнцестояний (и этим они отличаются от всех остальных параллелей). На экваторе день всегда равен ночи, на других широтах этого пояса продолжительность их мало отличается. Жаркий пояс занимает около 40 % земной поверхности.

Умеренные пояса (два) располагаются между тропиками и полярными кругами. Солнце в них никогда не бывает в зените. В течение суток обязательно происходит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от широты и времени года. Близ полярных кругов (с 60 до 66,5°) летом наблюдаются светлые, так называемые белые ночи с сумеречным освещением за счет слияния вечерней и утренней зари, так как Солнце ненадолго и неглубоко уходит под горизонт. Общая площадь умеренных поясов составляет 52 % земной поверхности.

Холодные пояса (два) — к северу от северного и к югу от южных полярных кругов. Они отличаются наличием полярных дней и ночей, продолжительность которых увеличивается от одних су ток — на полярных кругах (и этим они отличаются от всех остальных параллелей) до полугода — на полюсах. Их общая площадь 8 % земной поверхности.

Пояса освещения — основа климатической зональности и при родной зональности вообще.

2. Механизм фотохимических превращений азота. Образование смога в присутствие оксидов азота.

Первоначально образующийся монооксид азота NO окисляется в диоксид NO2 кислородом воздуха:

2NO+O2→2NO2

Или озоном:

NO+O3→NO2 +О2 

В образовании NO2 могут принимать участие и свободные радикалы, в частности гидропероксид радикал НОО- :

НОО- + NO →NO2 + НО-

Рассмотрим некоторые источники озона и пероксид- радикалов, необходимых для окисления NO и NO2.

Источником тропосферного озона в незначительной степени является и стратосфера, но в основном он зарождается в тропосфере, причем схема процесса резко отличается от образования стратосферного озона.

На начальных стадиях процесса решающую роль играет СО:

СО + ОН-→ Н+ +СО-2

Н- + О2 +М → НОО- + М

Глее М- частицы учавствующие в столкновениях, но не вступающие в реакции, например N2. Образующийся при этом радикал НОО- окисляет NO и NO2.

Ночью NO2 стабилен. Днем под влиянием солнечного света NO2 расщепляется на NO и О (фотолиз):

NO2 →NO + O

В присутствии пыли, содержащей карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов, происходит образование соответствующих нитритов и нитратов:

2NO2 + Na2CO3 +H2O →NaNO2 +NaNO3 + H2CO3

4NO2 + 2CaCO3 +2H2O →Ca (NO2)3+Ca (NO3)2 + 2H2CO3

Образующиеся соли менее токсичны, чем NO2.

Во влажном воздухе диоксид азота вступает в реакцию с Н2О с образованием азотистой и азотной кислот:

2NO2 + H2O →HNO2 +HNO3

В незначительной степени NO2 может реагировать с радикалами ОН- , возникающими при фотолизе воды ультрафиолетовым светом, с образованием азотной кислоты :

NO2 + OH- →HNO3

Оксид диазота (N2O) , также содержащийся в атмосфере, под действием солнечного излучения  может превращаться в монооксид азота NO. Последний после ряда превращений также вносит свой вклад в проблему кислотных дождей:

2N2O →2NO +N2

2NO+ O2 →2NO2

2 NO2 + H2O →HNO2 +HNO3

Азотная кислота в атмосфере, реагируя с различными веществами, образует нитраты, которые затем выпадают на землю с осадками в виде  минеральных аэразолей. Одной из таких реакций является взаимодействие с аммиаком:

HNO3 + NH3 → NH4NO3

Фотохимический смог. Оксиды азота играют большую роль в возникновении фотохимического смога, называемого также фотохимическим туманом. В смоге в результате реакций, протекающих под действием     солнечного света в смеси углеводородов и оксидов азота, образуются новые вещества, значительно превышающие по своей токсичности исходные атмосферные загрязнения Лос-Анджелесский смог представляет собой сухой туман с влажностью 70%. Рассмотрим уравнения химических реакций, приводящих к образованию смога лос-анджелесского типа. В ясные дни солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота и атомарного кислорода

NO2 → NO + O

Атомарный кислород с молекулярным кислородом воздуха дает озон. В слоях воздуха, близких к поверхности земли, озон вновь быстро реагирует с NO, окисляя его до диоксида азота, сам при этом снова превращается в молекулярный кислород:

O3 + NO → O2 + NO2

Далее диоксид азота снова разделяется на NO и О. Так должны идти реакции в отсутствие углеводородов.

Пероксорадикалы могут реагировать с NO2. Их образующиеся при этом соединений наиболее известен пероксоацетилнитрат (СН3СОО2NO2),  концентрация которого в смоге может достигать 50 млрд-1 (5*10-6 %):

Н3С – С = О + NO2 → Н3С – C – О

                                                О – О                          О – О  – NO2                            

С увеличением солнечной освещенности, с рассвета и до полудня, концентрация озона возрастает. В утренние «часы пик» с увеличением потока автомобилей возрастает концентрация NO, который попадает в атмосферу с выхлопными газами. Потом содержание монооксида азота в воздухе уменьшается. Параллельно с этим уменьшением возрастает до максимума концентрация диоксида азота. Далее по мере уменьшения содержания NO2 растет концентрация озона. Концентрация озона также очень сильно уменьшается вследствие реакции взаимодействия его с NO. [1,с.150-166]

3. Состав аэрозоля и химические реакции

Аэрозоли – это дисперсные системы с газообразной дисперсной средой. По агрегатному состоянию и размерам частиц дисперсной фазы аэрозоли делят на туманы- системы с жидкой дисперсной фазой в виде капель размером 0,1- 10 мкм, пыли- системы с твердыми частицами размером более 10 мкм и дымы - системы, размеры твердых частиц в которых находятся в пределах 0,001-10 мкм. Если туманы – это капли жидкости в воздухе, то дымы и пыли – твердые частицы в воздухе.

Пыли и дымы содержат твердые частицы самой разнообразной формы. Упрощенно данные частицы можно представить в виде сфер с радиусом в пределах от 0,001 до 100 мкм. Наиболее многочисленны частицы аэрозолей с радиусом 0,1 – 1мкм. Большое количество твердых частиц получается при сжигании угля – это частицы золы (СаSiO3), сажи (С), оксидов металлов (СаО, FeO, Fe2O3). В глобальном (земном) масштабе твердые частицы в атмосфере имеют в основном минеральное происхождение, но в определенных районах состав их меняется в зависимости от источников образования, и могут преобладать силикаты, карбонаты, сульфаты, щелочных и щелочноземельных металлов, тяжелые металлы, углеводороды, сажа и даже споры растений.

Многие аэрозольные частицы образуются из газов, например SO2, или из углеводородов. Как известно, сернистый газ – один из основных загрязнителей воздуха. В атмосфере происходит его окисление с образованием тумана серной кислоты. Это может быть фотохимическое или каталитическое окисление. Последнее связано с присутствием соответствующего катализатора (ионов тяжелых металлов) и достигает высокого уровня только в загрязненном воздухе. Даже в отсутствие света диоксид серы окисляется в воздухе при наличии некоторых оксидов металла (Al, Ca и Fe).

SO2 + О3 → SO3 + О2

SO3 + Н2О → Н2 SO4

При наличии в атмосфере аммиака аэрозоль серной кислоты превращается в сульфат аммония:

NH3 + H2SO4 → NH4HSO4

NH4HSO4 + NH3→ ( NH4)2SO4

Сульфат аммония является важным компонентом атмосферных аэрозолей.

В атмосфере может происходить образование сульфатов щелочных метталов. Например, при взаимодействии частиц NaCl с каплями H2SO4 образуется сульфат натрия:

2NaCl + H2SO4 →Na2SO4 + 2НСl

В результате этой реакции в воздухе наряду с сульфатом натрия образуется свободная соляная кислота.

Аналогично может взаимодействовать аэрозоль Н2SO4 с карбонатами, поднимающимися с поверхности Земли:

СаСО3 + Н2 SO4 → СаSO4 + Н2О + СО2

Возможно образование в атмосфере и нитратов. Если диоксидазота NO2 и аэрозоль NaCl присутствуют во влажном воздухе, то реакция между ними приводит к образованию частиц NaNO3 и газообразного НСl. На первой стадии процесса получается азотная кислота:

3NO2 + H2O →2HNO3 + NO

На второй стадии протекает адсорбция паров азотной кислоты сухими частицами NaCl, далее они взаимодействуют друг с другом

HNO3 + NaCl→ NaNO3 + НСl

с образованием нитрата натрия. Хлороводород улетучивается либо в процессе испарения капли, либо после него. [1,с.167-199]

4. Озёрные воды. Минеральный состав озерных вод. Олиготрофные и дистрофные озера.

Озеро — более или менее значительная по объему масса воды, занимающая понижение в рельефе суши, не имеющая непосредственного соединения с морем. Озера занимают около 1,8% поверхности суши, но распределены крайне неравномерно.

По своей солености озера можно разделить на:

- пресные (их соленость не превышает 1%);

- соленые (их соленость от 1 до 47%);

- минеральные (их соленость превышает 47%). Из них соли могут выпадать в осадок (Эльтон, Баскунчак).

Минерализация и химический состав воды озер в отличие от рек меняется в очень широких пределах. Реки с минерализацией воды свыше 100-200 мг/л, в каких бы условиях они ни находились, - очень редкое явление, в то время как минерализация воды озер бывает от очень низкой, в несколько десятков мг/л (т.е. мало отличающейся от дождевом) до очень высокой 3-3,5% (соляные озера с рассолом до предела насыщенного солями). Различие в минерализации отражается и на ионном составе воды озер. В нем наблюдаются закономерности, которые свойственны и химическому составу речной воды. С увеличением минерализации озерной воды происходит относительный рост ионов в ее составе в такой последовательности: HCO3-→SO42-→Cl- ; Ca2+→Mg2+→Na+. При минерализации до 500-1000 мг/л в составе озерной воды преобладают гидрокарбонатные ионы, свыше 0,1% - чаще всего сульфатные, а по достижении 0,3-0,5% в зависимости от литологических особенностей водосборной площади - сульфатные или хлоридные воды. В составе катионов озерных вод преобладающая роль кальция сохраняется лишь до 0,1-0,2%. При дальнейшем росте минерализации эту роль начинают играть ионы натрия. Ионы магния, так же как и во всех других водах, сохраняют при всех минерализациях промежуточное положение. Причина подобного распределения ионного состава заключается в различной растворимости солей. Подавляющая часть пресных озер, так же как и рек, по составу вод гидрокарбонатно-кальциевые.

Олиготрофные озёра. Глубоководные (глубиной до нескольких сот метров) сравнительно холодные озёра севера Евразии и Северной Америки и высокогорные, занимающие тектонические или эрозионные котловины, а также образующиеся в результате запруживания горных ущелий. Их скалистые берега сложены преимущественно кристаллическими породами. Продуктивность этих озёр сравнительно невелика, цветение воды для них нехарактерно. Основной первичный продуцент — фитопланктон, роль макрофитов невелика. Крупные олиготрофные озёра (Онежское, Ладожское, Севан, Исык-Куль, Телецкое и др.) из-за своих больших размеров обладают достаточно большой рыбопродукцией. Рыбный промысел на них имеет экономическое значение. Вода данных озёр до самого дна насыщена кислородом и имеет рН, близкий к нейтральному. Олиготрофные озёра имеют сравнительно разнообразное население, а крупные — обладают и эндемичными таксонами, обычно подвидового ранга.

Дистрофные озёра. Мелководные (глубиной в несколько метров), часто хорошо прогреваемые озёра, берега которых образованы сфагновыми сплавинами, а дно — торфом. Продуктивность таких озёр невелика, вода их насыщена кислородом до максимальных глубин. В воде высокая концентрация гуминовых кислот, из-за чего она имеет характерную коричневую окраску и кислый рН (опускается до 4-3). Население дистрофных озёр малоразнообразное и довольно специфическое. Из-за низкого рН в них отсутствуют моллюски, чьи раковины растворяются в кислоте. Дистрофные озёра характерны для юга тундры, бореальных (тайги) и неморальных (широколиственных листопадных) лесов, северной степи, иногда встречаются в горах, т. е. везде, где имеются торфяные болота, ранней стадией развития которых они являются.

5. Кислотные загрязнители. Редокс – буферность природных вод.

Образование кислотного дождя обусловлено выбросами в атмосферу кислотных оксидов, преимущественно SO2 и NO2, естественные и техногенные источники. К основным антропогенным источникам этих газов относятся тепловые электростанции, промышленные котельные, автотранспорт, технологические агрегаты металлургической, химической и других отраслей промышленности.

Поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется кислородом воздуха в серный ангидрид:

2SO2 + О2→ 2 SO3

Происходит эта реакция в присутствии пылеобразных частиц оксидов металла, выступающих в роли катализаторов, или под действием солнечного света.

Образующийся серный ангидрид растворяется в капельках влаги с образованием серной кислоты, выпадающей далее с атмосферными осадками на Землю в виде кислотного дождя:

SO3 + Н2О → Н2SО4

Так образуется в атмосфере серная кислота, являющаяся первой причиной выпадения кислотных осадков.

Вторая причина образования кислотных осадков связана с азотной кислотой, образующейся в атмосфере из оксидов азота:

2NO + O2 →2NO2

2NO2 + Н2О →НNO2 + НNO3

Азотистая кислота НNO2 может окисляться в азотную, т.е. суммарное уравнение происходящего процесса:

4NO2 + 2Н2О + О2 →4НNO3

Кислоты могут выпадать из атмосферы и без воды – сами по себе или с частицами пыли.

Чувствительность озер к кислотным дождям определяется химическим составом подстилающих пород и почвы на водоразделах и берегах. Если в них присутствует известняк (осадочная порода, состоящая из карбоната кальция), то такие озера «сопротивляются» закислению воды, поскольку карбонаты нейтрализуют кислоту:

СаСО3 + 2Н+ →Са2+ +СО2 + Н2О

Карбонат кальция играет роль буфера, поддерживает постоянным значение рН. Аналогичное действие производит и карбонат магния MgCO3. Однако возможности любого буфера ограничены. Известняк, например, расходуется, реагируя с кислотами, т.е. его буферная емкость уменьшается. Если она будет исчерпана, то дополнительные ионы водорода останутся в растворе и произойдет соответствующее понижение рН среды. При истощении буферной емкости добавление даже небольшого количества кислот вызовет резкое уменьшение рН.

Если водозаборные бассейны озер сложены гранитами (или гнейсами) с низкой буферной емкостью, как в горах Адирондак, то такие озера чувствительны к кислотным осадкам. Последнее вызывает сильное подкисление их воды. Таким образом, экологические последствия для разных рек и озер на планете, получающих одинаковое количество кислотных осадков, не одинаковы. [1,с.220-238]

6. Коллойдные системы почвы. Понятие о коагуляции и пептизации.

Почву необходимо рассматривать как систему, состоящую из трех фаз (или частей) — твердой, жидкой и газообразной. Все три фазы почвы находятся в постоянном взаимодействии, между ними непрерывно протекают реакции обмена и поглощения. Наибольшей подвижностью и изменчивостью обладают газообразная и жидкая фазы, по сравнению с ними твердая фаза инертна, но и она содержит активную часть — почвенные коллоиды.

К коллоидам принято относить все измельченные вещества, размер частиц которых колеблется от 10 до 10 см. Тонкодисперсные частицы коллоидов обладают большой удельной поверхностью, достигающей 10—50 м2 и более на 1 г вещества, и свободной поверхностной энергией. Большой запас свободной поверхностной энергии обусловливает такие важные свойства коллоидов, как высокую адсорбционную способность (поглощение), стремление к агрегации частиц, и другие.

В процессах обмена и поглощения в почве решающую роль играют коллоиды. Совокупность почвенных частиц, обладающих свойствами коллоидов, принято называть коллоидным комплексом почвы или, по предложению академика К. К. Гейдройца, почвенным поглощающим комплексом (ППК).

Почвенный поглощающий комплекс — высокодисперсная минеральная и органическая часть почвы, обусловливающая ее поглотительную и обменную способность.

По составу коллоиды почвы подразделяются на три группы: минеральные, органические и органоминеральные. В почве преобладают минеральные коллоиды, преимущественно из групп глинистых минералов, гидроокислов и окислов.

Органические коллоиды состоят из гумусовых веществ, поэтому верхние слои почвы содержат больше органических коллоидов, чем нижние. Органоминеральные коллоиды представлены комплексными соединениями гумусовых веществ с минеральными.

Содержание коллоидов зависит от механического состава почвы и содержания гумуса. Наиболее богаты коллоидами глинистые и суглинистые почвы с высоким содержанием гумуса. Почвы песчаные, супесчаные, обедненные илистой фракцией и гумусом, содержат незначительное количество коллоидов.

Коллоиды могут быть в двух различных состояниях: 1) в состоянии коллоидального раствора, или золя, и 2) в состоянии студенистого, хлопьевидного или аморфного осадка — геля.

В состоянии золя коллоиды находятся до тех пор, пока они имеют заряд. Но как только этот заряд тем или иным путем будет уничтожен или же будет понижен настолько, что сила притяжения станет больше силы отталкивания, отдельные коллоидальные частички начнут сцепляться друг с другом в крупные агрегаты и выпадут в осадок. Этот процесс носит название свертывания коллоидов, или коагуляции. Обратный же процесс, т. е. переход геля во взвешенное состояние, или в золь, называется пептизацией.

Процесс коагуляции коллоидов происходит главным образом при взаимодействии коллоидов с электролитами, т. е. с растворами солей, кислот и щелочей. Сущность этого процесса состоит в следующем.

Молекулы электролитов в растворе распадаются на ионы, которые приобретают при этом определенный электрический заряд: катионная часть (например, Са2+, Mg2+, Na+, H+ и т.д.) — положительный, а анионная (С1-, ОН- , СО3-) — отрицательный. Эти ионы диссоциированных молекул, встречаясь в растворе с коллоидальными частичками, нейтрализуют заряды последних. Действующим началом при этой нейтрализации будут в каждом случае те ионы, которые имеют заряды, противоположные зарядам коллоидальных частичек, т. е. коллоиды с отрицательным зарядом частичек будут коагулироваться катионами, коллоиды же с положительным зарядом — анионами. А так как в почве преобладают отрицательно заряженные коллоиды, то коагуляция их может происходить главным образом под воздействием положительно заряженных катионов почвенного раствора. Различные катионы в зависимости от их валентности и атомного веса обладают разной величиной заряда, а потому и коагулирующая способность их будет неодинакова.

Одновалентные катионы коагулируют слабее двухвалентных; двухвалентные — слабее, чем трехвалентные. По степени возрастания коагулирующей способности наиболее часто встречающиеся в почвенном растворе катионы располагаются в следующем порядке: Na+, NH4+, К+, Н+, Mg2+, Са2+, Al3+, Fe3+.

7. Радиоактивные изотопы в ОС. Стабильные и радиоактивные изотопы.

Атомы одного и того же элемента, имеющие разную массу (массовое число), называют изотопами. Каждый изотоп характеризуется двумя величинами: массовым числом (проставляется вверху слева от химического знака) и порядковым номером (проставляется внизу слева от химического знака) и обозначается символом соответствующего элемента. Например, изотоп углерода с массовым числом 12 записывается так: 126С, или 12С, или словами: “углерод-12”. Эта форма записи распространена и на элементарные частицы: электрон 01е, нейтрон 10n, протон 11p или 1 1Н, нейтрино 00n . Изотопы известны для всех химических элементов.

Обычно изотопы различных элементов не имеют специальных названий. Единственным исключением является водород, изотопы которого имеют специальные химические символы и названия: 1H — протий, 2D — дейтерий, 3T — тритий. Это связано с тем, что относительное отличие масс изотопов для водорода является максимальным среди всех химических элементов.

Атомная масса элемента равна среднему значению из масс всех его природных изотопов с учетом их распространенности.

Так, например, природный хлор состоит из 75,4% изотопа с массовым числом 35 и из 24,6% изотопа с массовым числом 37; средняя атомная масса хлора 35,453. Средняя атомная масса природного лития, содержащего 92,7% 73Li и 7,3% 63Li равна 6,94 и т.д. Атомные массы элементов, приводимые в периодической системе Д. И. Менделеева, есть средние массовые числа природных смесей изотопов. Это одна из причин, почему они отличаются от целочисленные значений. Наряду с термином “изотопы” используется термин “нуклид”. Нуклид — это атом со строго определенным значением массового числа, т.е. с фиксированным значением числа протонов и нейтронов в ядре. Радиоактивный нуклид сокращенно называют радионуклид. Термин “изотопы” следует применять только для обозначения стабильных и радиоактивных нуклидов одного элемента.

Устойчивые и неустойчивые изотопы. Все изотопы подразделяются на стабильные и радиоактивные. Стабильные изотопы не подвергаются радиоактивному распаду, поэтому они и сохраняются в природных условиях. Примерами стабильных изотопов являются 16О, 12С, 19F. Большинство природных элементов состоит из смеси двух или большего числа стабильных изотопов. Из всех элементов наибольшее число стабильных изотопов имеет олово (10 изотопов). В редких случаях, например у алюминия, в природе встречается только один стабильный изотоп, а остальные изотопы неустойчивы. Стабильные изотопы - это изотопы, ядра которых имеют минимальную внутреннюю энергию.

Стабильные изотопы характеризуются минимальной внутренней энергией.

Радиоактивные изотопы подразделяются, в свою очередь, на естественные и искусственные — и те и другие самопроизвольно распадаются, испуская при этом a - или b - частипы до тех пор, пока не образуется стабильный изотоп. Химические свойства всех изотопов в основном одинаковы. Эти свойства определяются главным образом зарядом ядра, а не его массой.

С помощью ядерных реакций получают изотопы, обладающие радиоактивностью (радиоактивные изотопы). Все они неустойчивы и в результате радиоактивного распада превращаются в изотопы других элементов.