Samenvatting Chemie H5: bouw van de materie en chemische reacties I

HOOFDSTUK 5: DE ATOOMKERN: RADIOACTIVITEIT &
KERNCHEMIE
5.1 Ontdekking vd radioactiviteit: α,β & γ-straling

BECUEREL (1896) -> onderzocht de fluorescentie-eigenschappen van
uraanzout. Ontdekking: de stof zond straling uit zelfs zonder dat het
aan het zonlicht was blootgesteld. Deze straling moest hoog
energetisch zijn want ioniseerde zelfs de lucht. => dit bleek ook bij
andere Uraan verbindingen. Het moest wel een stofeigenschap zijn van
Uraan.

MARIE CURIE (1896) -> onderzocht of nog ander stoffen deze
stofeigenschappen hadden.

Radioactiviteit vd stoffen die ze onderzocht:
 Uraanerts (niet zuiver) >>> uraanoxide (zuiver)
 Haalde Bismutsulfide fractie uit het Uraanerts die 400x actiever
bleek te zijn.
o Maar zuivere Bismutsulfide is niet reactief!!
o Er moet een ander element aanwezigheid dat de reactiviteit
verklaard.
 Polonium
*polonium = het eerste element dat ontdekt werd a.d.h.v. radioactieve
eigenschappen.

1898: benaming van radioactiviteit.
*radioactiviteit = het fenomeen van spontane uitzending van straling.

Wat is de aard vd straling?

 Becquerel (1899) => Radiumstraling wordt afgeboden door ene
magnetisch veld. Dus moet uit geladen deeltjes bestaan.
 Rutherford (1899) => Uraanstraling heeft 2 ≠ type straling ( α en β
) het verschil tussen de straling bleef het teken te zijn van de
deeltjes waaruit de straling bestaat.
 Villard (1900) => ontdekt het 3e type straling: γ-straling.
- Zeer doordringen, wordt niet afgeboden door een magnetisch
veld, zou het dan elektromagnetisch staling zijn? Met zeer korte
golflengte (zoals X-stralen.)
 Becquerel => de massa/lading-verhouding van β-stalen komt
overeen met de m/q-verhouding van elektronen. => β-staling
bestaat uit elektronen.
Maar die elektronen hebben wel een veel hogere snelheid (10% van
de lichtsnelheid.  v ~10% c).
 Rutherford => α-straling helium-4-ionen. De snelheid van α-
deeltjes ~104 km/s.

,  Rutherford (1904) => γ-straling is inderdaad elektromagnetische
straling. Ze bepaalde dit door de verstrooiing van de γ-straling door
kristallen waar te nemen, en konden zo de golflengte bepalen ->
zeer korte golflengte.



Tabel die de karakteristieken van de ≠ straling weergeeft.

Originele Actuele naam Massa (a.m.u.) Lading
naam
α-straling α-deeltje of 4,00 +2
4
2 He -deeltje
β-straling β-deeltje 5,5 x 10-4 -1
γ-straling foton 0 0


5.2 Kerndesintegratie bij radioactieve straling

!! Radioactiviteit (=1898) werd ontdekt voordat de “atoomkern
(=1908) ontdekt werd

Wat zijn de gevolgen van radioactieve staling op het atoom?
 Rutherford & Soddy (1903) => onderzochten het element
ThoriumX (nu bekend als het nuclide 224Ra).
Radioactiviteit = de omzetting van het ene element in een ander,
als gevolg vd uitzending van α- of β-deeltjes.
Dit gaat in tegen een ‘basiswet’ van de chemie (opgesteld door
Dalton) die zegt dat elementen onveranderlijk zijn.
 Soddy (1911) => wanneer een element een α- deeltje uitzend met
kernlading +2, zal de kernlanding van het element met 2
verminderen en dus 2 plaatsen naar links opschuiven in de tabel van
Mendeljev.
 Soddy & Fajans (& Russel) (1913) => het atoom schuift 1 plaats
naar rechts op in de tabel wanneer het een β-deeltje uitzend.

Verschuivingsregels van Soddy & Fajans ( relatie tussen kernlading en
kernmassa)

 α-deeltjes

 β-deeltjes

opm. het massagetal(A) verminderd met 4 wanneer een α-deeltje wordt
uitgezonden. Terwijl het massagetal gelijk blijft wanneer een β-deeltje
wordt uitgezonden.

5.3 Kernstabiliteit

Waarom zijn sommige atomen radioactief en andere niet?