Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

 

Таблица к статье «Великий закон»

Я верхней части таблицы показано расположение электронных оболочек в атомах элементов, находя­щихся в начале периодической системы. Обратите внимание, что общее число электронов соответствует порядковому номеру элемента, а число электронов внешней, валентной оболочки равно номеру груп­пы, в которой находится элемент (внешняя оболоч­ка — красная окружность). У атомов гелия, неона и аргона внешние электронные оболочки устойчивы. Так же устойчивы они и у всех элементов, входящих в эту группу.

Ниже изображено строение атомов трех элементов— железа, кобальта и никеля, расположенных в сере­дине длинного четвертого периода. Внешние элек­тронные оболочки у них одинаковы: на них по два электрона. Поэтому химические свойства этих эле­ментов очень близки друг другу. Но в химических ре­акциях у этих элементов могут принимать участие и электроны, находящиеся на более глубокой обо­лочке. Она у них еще недостроена, на ней может на­ходиться самое большее 10 электронов, а на внеш­ней — 8. Обе эти оболочки заполняются только у 36-го элемента — благородного газа криптона. На нижних рисунках (на желтом фоне) изображено строение атомов аргона, калия и молекулы поварен­ной соли. Атом аргона обладает тремя до предела заполненными электронными оболочками. На внут­ренней — гелиевой —2 электрона. Средняя оболочка сходна с внешней оболочкой неона. На средней я внешней оболочках по 8 электронов. Все три обо­лочки очень прочны; их трудно разрушить. Совсем по-другому построены электронные оболочки ка­лия. На внешней оболочке у него только один эле­ктрон, который очень слабо связан с атомом и легко может оторваться даже при слабых воздействиях. Образовавшийся при этом положительный ион ка­лия очень прочен, он построен так же, как атом бла­городного газа. Внизу на желтом фоне изображена схема химической реакции между натрием и хлором. Атом натрия легко теряет свой единственный валент­ный электрон. И этот электрон захватывается ато­мом хлора, на внешней оболочке которого недостает одного электрона. Образуются два иона: положитель­ный — натрия и отрицательный — хлора. Оба они сходны с атомами благородных газов. Возникающие между ними огромные силы электрического притя­жения обусловливают большую прочность молекулы поваренной соли.

Таблица к статье «Великий закон»

Глубоко в недрах Солнца температура достигает 20 000 000°. При такой температуре протекают ядер­но-химические реакции между водородом (протона­ми) и углеродом, азотом и кислородом. На таблице изображен цикл этих реакций и указаны сдвиги элементов в периодической системе, происходящие при этих реакциях. Этот цикл замкнутый. В его ре­зультате образуются атом гелия и 4 атома водорода. При этом выделяется солнечная энергия.

ным весом: на этот раз возникает самый обычный азот N14, который содержится в атмосфере Земли и который мы вдыхаем вместе с кислородом. Какие бы элементы ни возникали на Солн­це в цепи ядерно-химических превращений, какие бы элементы там ни существовали, их судьба предопределена: они снова и снова должны участвовать в протонных превраще­ниях. Такова же судьба и изотопа азота N14: его ядра будут реагировать с ядрами водорода. При их соединении, согласно правилу сдвига, должно возникнуть ядро легкого кислорода O15 (рис. 24). Такого изотопа на Земле нет, но физики умеют его получать и хорошо изу­чили его свойства. Он радиоактивен и исче­зает в короткое время. При распаде этот изо­топ испускает позитрон и нейтрино и уже в третий раз превращается в азот, в тяжелый изотоп азота — N15 (рис. 25). Он стабилен, хорошо известен и в небольшом количестве всегда присутствует в обычном земном азоте.

На Солнце в это атомное ядро снова внед­ряется протон, и тут ядро N15 сразу распада­ется, выбрасывая a-частицу (ядро атома гелия), и превращается в ядро обычного углерода С12 (рис. 26), с которого началась эта удивительная цепь последовательных ядерных превращений.

Итак, на Солнце атомное ядро углерода в результате четырех последовательных ядерных реакций с протонами, трижды превратившись в азот, один раз — в тяжелый углерод, один раз — в кислород, выбросив по дороге два по­зитрона, потеряв две загадочные частицы — нейтрино, превращается в конце концов в тот же самый изотоп углерода С12 и a-частицу.

В результате углерод остался таким же, каким он и был. Но исчезли четыре водородных ядра, и возникло ядро гелия. Оно сформиро­валось на углеродном атомном ядре, которое осталось без изменений, послужив ядерным ка­тализатором в ядерно-химической реакции — в синтезе гелия из водорода. Таким образом, водород на Солнце — топливо, а гелий — зола, отбросы.

Долго, невообразимо долго продолжается этот замечательный ядерный цикл реакций: должно пройти почти 5 млн. лет, пока атом углерода после всех последовательных превра­щений станет снова атомом углерода. Ведь да-

349