Почему в природк одни элементы радиоактивны, а другие нет?

Answer 1

Ты еще не в 11 классе? - Почти 90 % из 2500 известных атомных ядер нестабильны. Нестабильное ядро самопроизвольно превращается в другие ядра с испусканием частиц. Это свойство ядер называется радиоактивностью. У больших ядер нестабильность возникает вследствие конкуренции между притяжением нуклонов ядерными силами и кулоновским отталкиванием протонов. Стабильных ядер с зарядовым числом Z 83 и массовым числом A 209 не существует. Но радиоактивными могут оказаться и ядра атомов с существенно меньшими значениями чисел Z и A. Если ядро содержит значительно больше протонов, чем нейтронов, то нестабильность обуславливается избытком энергии кулоновского взаимодействия. Ядра, которые содержат избыток нейтронов, оказываются нестабильными вследствие того, что масса нейтрона превышает массу протона. Увеличение массы ядра приводит к увеличению его энергии. Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским физиком А. Беккерелем, который обнаружил, что соли урана испускают неизвестное излучение, способное проникать через непрозрачные для света преграды и вызывать почернение фотоэмульсии. Через два года французские физики М. и П. Кюри обнаружили радиоактивность тория и открыли два новых радиоактивных элемента – полоний и радий В последующие годы исследованием природы радиоактивных излучений занимались многие физики, в том числе Э. Резерфорд и его ученики. Было выяснено, что радиоактивные ядра могут испускать частицы трех видов: положительно и отрицательно заряженные и нейтральные. Эти три вида излучений были названы

Answer 2

Потому, что у всех элементов есть определённый "коридор". Есть верхний предел и нижний. При достижении верхнего предела атомы (ядра) сливаются в боле тяжёлые - термояд. При достижении нижнего предела - расщепляются на боле лёгкие. Все актиноиды, в условиях Земной грвитации (поверхность Земли) , находятся в зоне нижнего предела и на грани распада. Подобно воздушному шарику, который надут до предела и дотаточно щелбан чтобы лопнуть. Но атомы, в отличии от воздушного шарика, не разрываются полностью, а делятся на боле лёгкие.

Answer 3

Я бы объяснил так. Ядра состоят из нуклонов (протонов и нейтронов) , как известно, которые не просто так "слипаются" в ядро, а заполняют сответствующие квантовые уровни, подобно тому, как электроны в оболочке атома заполняют электронные уровни. Так вот, каждый уровень заполняется определенным числом нуклонов, и эта "емкость" уровней определяется своими квантовыми числами. Если уровень заполнен полностью - он устойчив, и такая комбинация нуклонов (такое ядро) очень устойчива.
Поэтому, существуют боле устойчивые ядра и мене. Особенно устойчивы ядра с т. н. "магическими" квантовыми числами (например 4, 16, 28 и т. д. ) Это сответствует наиболе распространенным изотопам элементов (гелий, кислород, железо и др, ) . Другие изотопы (других элементов) распространены в оболочках Земли и других небесных тел меньше. Так, из-за некоторой завершенности ядерных уровней углерод 12 стабилен и нерадиоактивен, а углерод 14 нестабилен. У всех элементов имеются стабильные (нерадиоактивные) и стабильные (радиоактивные) изотопы, отличающиеся небольшим числом нуклонов, которые, тем не мене, или делают заполненными квантовые уровни ядра, или незаполненными и, вследствие этого, нестабильными.
Можно провести параллель с квантовыми уровнями электронов: у элементов с 8 электронами во внешнем слое (благородные, или инертные газы) внешний слой стабилен, поэтому они практически не вступают (или с большим трудом) во всевозможные реакции.
Что же касается тяжелых элементов, то можно сказать следующе. Если не ошибаюсь, то начиная с полония Po 84 все изотопы всех боле тяжелых элементов радиоактивны. Дело в том, что нуклоны в ядре удерживаются т. н. сильным ядерным взаимодействием, которое держит нуклоны вместе (хотя они одинаково заряжены +) , но действует только на коротком расстоянии порядка 10^-15 м. Поэтому, чем больше ядро, тем меньше охватывает все нуклоны сильное взаимодействие и сильне электростатическое отталкивание однозарядных частиц. И как следствие, ядро распадается на боле легкие. Кстати многие тяжелые радиоактивные элементы (если не все) распадаются в конечном итоге до свинца Pb82, у которого тоже "магическое" число нуклонов, т. е. заполненные квантовые уровни ядра.