диоактивного превращения до урана-II теряет
последовательно одну a-частицу (т. е. ядро атома гелия, атомный вес которого 4) и две b--частицы (это легкие, с ничтожной массой
электроны). В результате заряд ядра атома радиоактивного урана-II
оказывается таким же, как у обычного урана. И своими химическими свойствами он
от обычного урана неотличим.
Но атомный вес становится, конечно, совершенно другим.
Каждая вылетающая a-частица
уменьшает атомный вес на четыре единицы, а при b-превращениях он остается таким же.
Изменение атомного веса урана:
В одной и той же клетке, где, как считал Менделеев,
должен быть только один элемент со своим, присущим только ему атомным весом,
теперь оказались два разных вещества, с разными физическими признаками и,
самое главное, хотя и с разными атомными весами, но с одинаковыми химическими
свойствами. Оказалось, что один и тот же элемент может обладать различным
атомным весом.
Но этого мало. Был получен еще более удивительный
результат: при b-распаде
атомный вес не меняется, а химическая природа элемента меняется очень резко.
Уран-X1 по химическим свойствам — это торий,
а уран-Х2 химически неотличим от элемента протактиния (Ра);
следовательно, у разных элементов может быть одинаковый атомный вес.
Что же в конце концов получилось? Как основной признак
элемента Менделеев принял атомный вес. Но в ряде радиоактивного распада урана
конечный продукт — радий-G, его атомный вес 206. Этот элемент уже
неактивен, а химически неотличим от свинца.
При распаде тория, в конце концов, образуется тоже
неактивный торий-D, его атомный вес 208. По химическим свойствам это тоже свинец.
Ряд распада актиния обрывается на неактивном продукте —
актинии-D, его атомный вес 207, а химически он опять-таки свинец.
Но мало этого, в этих рядах есть еще радиоактивные
промежуточные продукты распада: радий-В с атомным весом 214, радий-D с атомным весом 210, торий-В, атомный вес которого 212, и актиний-В с
атомным весом 211.
И все эти радиоактивные элементы, все до одного,
абсолютно сходны со свинцом, и все они обладают разными атомными весами.
Но ведь в каждой клетке может быть только один элемент с
его собственным атомным весом! В клетке 82 может быть свинец с атомным весом
207,18. Изучая радиоактивные элементы, ученые нашли еще семь веществ с
атомными весами 214, 212, 211, 210, 208, 207, 206 и химическими свойствами
свинца.
Наука оказалась в очень большом затруднении. Как же их
разместить в периодической таблице? Их нельзя считать разными элементами, все
они — свинец, но считать одним элементом, одной разновидностью атомов тоже
нельзя — у них разные атомные веса.
В конце концов, стало ясно, что все они должны занимать
одно место в таблице Менделеева. Именно поэтому их так и называют — «изотопы»
(от греческих слов: «равный» и «место»).
Кроме того, оставалось необъяснимой загадочная
непоследовательность в ходе изменения величины атомного веса у пар элементов
аргон— калий, кобальт — никель, теллур — йод. Сам Менделеев был вынужден
расположить их в таблице, нарушив порядок увеличения их атомных весов: аргон
был «тяжелее» калия, кобальт — никеля, теллур — йода.
Это испытание для периодического закона было очень
тяжелым. Оно поставило под сомнение основу периодической системы. Стало совершенно
ясно, что атомный вес не может служить величиной, которая определяет химические
свойства элемента. И наука снова встала перед большой задачей.
Детская энциклопедия. Том 3. Вещество и энергия. Страница 319.
Периодический закон — великий закон природы,— открытый
Менделеевым, остается незыблемым. Но атомный вес, принятый им в качестве
основной характеристики химического элемента, не выдержал испытание.
Именно изучение радиоактивных элементов дало возможность
найти ответ на этот вопрос, важный для познания окружающего нас мира. Что же
заменило атомный вес? Что вместо него определяет теперь положение каждого
элемента в нашей современной менделеевской таблице?
Проследите внимательно по периодической системе
элементов за путешествием распадающегося радиоактивного ядра (рис. 4 и табл. у
стр. 288). По пути атом от урана до свинца побывает в десяти клетках двух
последних рядов