Мир вокруг нас

Этэрнус

empty-line/>

Рис. 159

Таблица 35 ^[18]

Изотоп циркония, с наибольшей энергией связи, и смежные к нему

Следующий элемент, молибден, имеет наиболее сильно связанный изотоп, молибден-94, см. табл. 36 и рис. 160. Вообще, протоны можно было бы добавить и иначе — в одно из трёх альтернативных положений, вместо представленного на рисунке 160, — см. на рис. 161. Однако, в любом из этих мест, как видно, эффективно связывались бы всё равно только два дополнительных нейтрона.

Таблица 36 ^[18]

Изотоп молибдена, с наибольшей энергией связи, и смежные к нему

Рис. 160

Рис. 161

Впрочем,

возможность эффективно связать четыре или даже шесть нейтронов, тут всё-таки имеется, — если повернуть альфа-кластер (образовавшийся из кластера трития), в соответствии с трансляционной симметрией, см. рис. 162. Но это представляется менее выгодным (требует значительной асимметрии ядра, с переходом нуклонов на более высокие энергоуровни, и более слабо связывает нейтроны), чем добавление протонов с образованием новых кластеров трития, в левой (или дальней) части ядра, как было показано на рис. 160. Возможность непосредственного связывания четырёх и шести нейтронов — проявляется лишь в стабильности изотопов молибдена-96 и -98, см. табл. 37. Дополнительно к этому, переход протона из маловыгодного 3d-положения (как в последних стабильных изотопах элементов второй половины 4-го ряда таблицы Менделеева, которые рассматривались ранее) — объясняет (практическую) стабильность и молибдена-100, — последнего стабильного изотопа этого элемента (см. табл. 37).

Рис. 162

Таблица 37 ^[8]

Стабильные изотопы и изотопы с периодом полураспада > времени от Большого Взрыва (1,38x10¹⁰ лет), молибдена

Далее, переходим к наиболее выгодному изотопу элемента рутения, — рутению-98, см. табл. 38. Можно было бы ожидать, что самым энерговыгодным может быть рутений-96, как аналогичный цирконию-90, см. рис. 163. Однако учтём, что в случае рутения-96, протоны уже два раза добавлялись без дополнительного прибавления нейтронов (при переходе от стронция-88 к цирконию-90, и от молибдена-94 к рутению-96), что даёт некоторую протоноизбыточность и стремление связать ещё нейтроны. Эта возможность может реализоваться уже путём перехода части протонов, например, из дальнего, в ближнее положение, как показано на рис. 164. Из табл. 38 видно, что изотопы рутения-98 и рутения-100 — имеют ничтожные различия по энергии (можно сказать, оба являются наиболее энерговыгодными), а при переходе к рутению-102 — энергия связи несколько падает (альфа-кластер связывает уже целых три нейтрона, что хотя уже и снижает энергию связи, но оставляет ядро стабильным, см. табл. 39).

Таблица 38 ^[18]

Изотопы рутения, с наибольшей энергией связи, и смежные к ним

Рис. 163

Рис. 164

Таблица 39 ^[8]

Стабильные изотопы и изотопы с периодом полураспада > времени от Большого Взрыва (1,38x10¹⁰ лет), рутения

Далее: Наконец, рассмотрим строение наиболее энерговыгодного изотопа следующего элемента, — палладия-104,

см. табл. 40 и рис. 165. На рис., нейтроны в ближней части ядра — компенсируют возросшее электрическое отталкивание протонов, и т. о. становятся более выгодными, чем в аналогичном ядре, рутении-102.

Таблица 40 ^[18]

Изотоп палладия, с наибольшей энергией связи, и смежные к нему

Рис. 165

Итак, мы рассмотрели наиболее энерговыгодные изотопы чуть более чем половины (чётных) элементов 5-го ряда таблицы Менделеева (см. табл. 33), усмотрев причину наибольшей энерговыгодности этих изотопов — в том же, в чём и для ядер элементов второй половины 4-го ряда элементов (= в числе непосредственно и выгодно связываемых нейтронов, без перехода 3d- или 3sp-протонов на более высокие энергоуровни). Также мы рассмотрели некоторые (другие) стабильные изотопы этих элементов (1/2 5-го ряда).

Далее — подробнее остановимся на последних стабильных изотопах этих элементов:

Так, для стронция, последний стабильный изотоп — совпадает с наиболее энерговыгодным, т. е. стронцием-88 ^[8] (уже рассматривался ранее (рис. 157)). Далее — следует нестабильный = радиоактивный изотоп, стронций-90, с относительно высоким (28,79 лет [8]) временем жизни, существующий благодаря переходу протонов из 3d-положения, как показано на рис. 166. Как видно, вместо кластера трития — в альтернативной конфигурации, может образоваться альфа-частица, к которой может присоединиться только один нейтрон, т. к. она не может повернуться наружу (как того требует трансляционная симметрия), из-за отсутствия протонов в положении, аналогичном расположению 1s-альфа-частицы (см. рис. 166). Из-за невозможности поворота альфа-кластера, изотоп стронций-90 — оказывается последним в ряду изотопов с высоким временем жизни, у стронция. В целом, нестабильность стронция-90 можно понять из того, что переход протона из 3d-положения в наиболее выгодное более высокое — вообще не приводил бы к связыванию дополнительных нейтронов, как видно из рис. 167. (Как видно на рис., перешедшие из 3d-альфы протоны лишь усиливают связь имеющихся нейтронов кластеров трития, в дальней части ядра).

Рис. 166

Рис. 167

У следующего элемента, циркония, переход протонов из 3d, в положение аналогичное 1s (вблизи) — позволяет альфа-частице, развернуться наружу, и эффективно связать ещё три нейтрона, см. рис. 168. Это объясняет, почему ряд стабильных изотопов циркония, в отличие от изотопов стронция, — продолжается далеко за наиболее энерговыгодный, цирконий-90, см. табл. 41.

Рис. 168

Таблица 41 ^[8]

Стабильные изотопы и изотопы с периодом полураспада > времени от Большого Взрыва (1,38x10¹⁰ лет), циркония

Далее: Строение последнего стабильного изотопа следующего за цирконием элемента, молибдена — уже рассматривалось ранее (упоминавшийся, ¹⁰⁰Mo), поэтому переходим сразу к последнему стабильному изотопу элемента, расположенного далее, т. е. рутения: это — рутений-104, см. табл. 39 и рис. 169.

Рис. 169

Можно провести некоторую аналогию между возможностью перехода протонов из 3d-положения (при образовании рутения-104), и электронной конфигурацией рутения: несмотря на то, что 5s электронная оболочка должна заполняться раньше 4d, более энерговыгодным, согласно наблюдениям, оказывается переход электрона с 5s- на 4d-оболочку, т. е. с образованием электронной конфигурации атомов рутения 5s¹4d⁷, вместо 5s²4d⁶ [27].