Хімія. Повторне видання (2025). 8 клас. Попель
§ 27. Радіоактивність. Радіонукліди
Якщо ви уважно розглянете нижню частину періодичної таблиці, то помітите, що значення відносних атомних мас понад 30-ти хімічних елементів містяться в дужках. Такі записи означають, що всі нукліди цих елементів є нестійкими. Наявне в дужках значення відносної атомної маси елемента є нуклонним числом його ізотопу, який розпадається найповільніше.
Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте
- Які види атомів називають радіонуклідами?
- Де використовують радіонукліди і яку небезпеку вони становлять?
Радіоактивність. Ядра атомів деяких хімічних елементів можуть мимовільно розпадатися на менші ядра (стійкі або нестійкі) та окремі частинки — складники атомів (мал. 69). Це супроводжується виділенням енергії та виникненням особливого електромагнітного випромінення.
Мал. 69. Розпад ядра нукліда Радію
Обговорюймо
Порівняйте протонне та нуклонне числа нукліда Радію із сумами цих чисел продуктів його розпаду (мал. 69) і зробіть висновок.
Явище самочинного перетворення атомів хімічного елемента на атоми іншого елемента називають радіоактивністю.
Радіонукліди. Нукліди поділяють на стабільні та радіоактивні (їх називають радіонуклідами). Для кожного хімічного елемента відомі ізотопи обох типів. Наприклад, нукліди Літію 6Li і 7Li є стабільними, а 9Li — радіоактивний. Елементи з порядковими номерами 43, 61, а також 83 і більше мають лише радіоактивні ізотопи.
Нестійкість великих ядер атомів зумовлена тим, що зі збільшенням порядкового номера хімічного елемента збільшується кількість протонів у ядрі й водночас — їх взаємне відштовхування. Відкриття радіоактивних елементів відбувалося з використанням унікального експериментального обладнання і приладів, які давали змогу виявляти частинки, тривалість «життя» яких становила частки секунди.
Очевидно, існує межа стійкості атомів. Але коли її буде досягнуто? І чи станеться це взагалі? Скільки хімічних елементів ще буде відкрито? Дослідники/дослідниці не знають відповідей на ці запитання.
Думаймо
Хімічного елемента № 43 Технецію немає на Землі; його ізотопи радіоактивні. Чому, на вашу думку, елементу дали таку назву?
Деякі радіоактивні ізотопи трапляються в природі (наприклад, Карбон-14 — у живих організмах, Калій-40 — у мінералах і гірських породах), але в мізерній кількості. Вони дуже повільно розпадаються і не шкодять рослинам, тваринам, людині.
Використання радіонуклідів. Радіоактивні ізотопи застосовують у хімії, біології, археології, сучасній техніці, а також у фізичних експериментах з метою одержання атомів нових хімічних елементів. У медицині за допомогою радіонуклідів опромінюють злоякісні пухлини, здійснюють діагностику організму.
Виконаймо вправу
У медичній практиці використовують радіонуклід, атом якого містить 54 заряджені й 33 незаряджені частинки. Визначте цей нуклід і назвіть його.
Самочинне перетворення ядер атомів супроводжується виділенням великої кількості енергії. Важливою сферою використання радіоактивних ізотопів є атомна енергетика. Необхідні умови її розвитку — надійність реакторів та обладнання на атомних електростанціях, а також максимальна безпека людей.
Атомні електростанції в Україні виробляють майже половину всієї електроенергії (мал. 70). Сировиною у виробництві палива для атомних електростанцій є сполуки Урану. Україна посідає перше місце в Європі за розвіданими запасами уранових руд; їх поклади розташовані на Кіровоградщині.
Мал. 70. Найбільша в Європі Запорізька AEC
Під час розпаду нестійких ядер атомів виникає випромінення, невеликі дози якого спричиняють серйозні захворювання, передусім онкологічні, а значні дози — загибель усього живого. Тому робота з радіоактивними речовинами потребує від науковців/науковиць особливої уваги, обережності, використання засобів захисту від випромінення, а також маніпуляторів і спеціального устаткування (мал. 71).
Мал. 71. Робот замість людини виконує хімічний експеримент
Думаймо
Атомні катастрофи. Явище радіоактивного розпаду атомів Урану і Плутонію було використано для створення атомної (ядерної) зброї. Сполучені Штати Америки застосували таку зброю в 1945 р. проти мирного населення Японії — на міста Хіросіма і Нагасакі було скинуто дві атомні бомби. В одну мить загинули тисячі людей, а на великій території зруйновано всі будівлі. Людство дізналося про променеву хворобу, від якої померло протягом кількох десятиліть багато мешканців цих міст.
Світовою спільнотою у другій половині XX ст. було укладено договори про нерозповсюдження ядерної зброї та заборону її випробувань1. Україна відмовилася від ядерного статусу в 1996 р. Сьогодні зразки літаків-носіїв ядерної зброї можна побачити лише в музеї важкої бомбардувальної авіації м. Полтави. У 2000 р. наша країна ратифікувала Договір про всеосяжну заборону ядерних випробувань. Увесь світ має об’єднатися, щоб не допустити ядерної війни. В іншому разі життя на нашій планеті може зникнути назавжди (мал. 72).
1 Кілька країн не підписали або не ратифікували ці договори.
Мал. 72. Пам’ятаймо про загрозу використання ядерної зброї
У квітні 1986 р. в Україні сталася аварія на Чорнобильській атомній електростанції (ЧАЕС). Вона призвела до зруйнування 4-го блоку станції та викиду в довкілля значних мас радіоактивних речовин. Протягом кількох днів загинули десятки людей — ті, хто гасив пожежу, що виникла, фахівці, які працювали поблизу атомного реактора. Згодом померли або втратили здоров’я тисячі людей, які брали участь у ліквідації наслідків аварії.
Відшукаймо
Серед радіонуклідів, які потрапили в повітря внаслідок аварії на ЧАЕС, був нуклід 131І. Науковці/науковиці тоді рекомендували людям уживати невелику кількість розведеного розчину сполуки Йоду (така сполука міститься в йодованій солі). За відомостями з інтернету з’ясуйте:
- 1) яку функцію виконує Йод в організмі;
- 2) якому процесу запобігає надходження в організм Йоду з рекомендованого препарату.
Дотепер у зоні, прилеглій до ЧАЕС, заборонено проживати людям. Над зруйнованим реактором зведено захисну споруду, за станом якої здійснюють постійний контроль. Частина території України, яка була забруднена радіонуклідами, поступово відновлюється природним шляхом.
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про види нуклідів, явище радіоактивного розпаду, використання і небезпеку радіонуклідів.
Думаймо
Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам/однокласницям. Порівняйте свою і їхні відповіді та оцініть їх. Поясніть, чому ваша оцінка саме така.
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Перевірмо себе
1. Чому хімічних елементів, відкритих протягом останніх майже 90 років, немає в природі нашої планети?
2. Які частинки називають радіонуклідами?
3. У чому суть радіоактивного розпаду атомів?
Дізнаваймося
4. За відомостями з інтернету з’ясуйте, які радіоактивні ізотопи виконують функцію палива в атомних електростанціях.
Поміркуймо
5. Дехто після аварії на ЧАЕС замість рекомендованого препарату — розчину сполуки Йоду — вжив трохи розведеної йодної настоянки й одразу пожалкував про це. Як ви думаєте, чому?
У команді
6. За інформацією з інтернету дізнайтеся, у якому місті Японії і коли трапилася аварія на атомній електростанції, а також про причини та наслідки цієї аварії.
Шанс для творчості
7. Підготуйте повідомлення про застосування радіонукліда 14С для визначення віку викопних залишків живих істот.
Формуймо словничок
8. Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Оцінюймо свої знання
9. Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
