|
Как мы уже говорили, периодическая система элементов послужила Н. Бору важнейшим «источником информации» при разработке ученым теории строения атомов. А создание такой теории означало переход менделеевского учения о периодичности на новый уровень —атомный, или электронный. Стали ясными физические причины проявления химическими элементами и их соединениями самых разнообразных свойств, остававшихся непонятными для химии XIX в.
На протяжении 20—30-х годов были открыты почти все стабильные изотопы химических элементов; в настоящее время их число составляет примерно 280. Кроме того, в природе обнаружено свыше 40 изотопов радиоактивных элементов, входящих в радиоактивные семейства. Наконец, синтезировано около 1600 искусственных радиоактивных изотопов всех элементов периодической системы. Вполне правомерно поставить вопрос: возможно ли все это изобилие каким-то образом классифицировать, разработать систему изотопов? И если да, то не окажется ли такая система тоже периодической? Ее разработка требовала отыскания закономерности, которая выражала бы важные особенности изменения свойств атомных ядер по мере увеличения значений Z и N (число нейтронов). В 20-х годах такая проблема не могла найти определенного решения, поскольку число обнаруженных изотопов было невелико. Тем не менее еще в 1924 г. советский ученый С. А. Щукарев впервые употребил термин «ядерная периодичность». Он писал: «С некоторой долей вероятности можно предположить, что устойчивость ядер и сложность изотопных плеяд, а следовательно, и быстрота спадания атомного веса по мере продвижения от конца таблицы к ее началу представляет собой периодическую функцию атомного номера. Можно стать на ту точку зрения, что периодичность есть свойство, заложенное в самом ядре»'.
Конкретизировать представление о ядерной периодичности можно было лишь при наличии строго обоснованной модели атомного ядра. Однако единой точки зрения в 20-х годах по этому поводу не было. Считалось, что ядро может состоять из а-частиц, протонов и электронов либо только из протонов и электронов. Опираясь на протонно-электронную модель, австрийский физик Г. Бек выдвинул гипотезу, что протоны и электроны в атомных ядрах последовательно заполняют определенные оболочки. Эта гипотеза прямо подводила фундамент под возможность конкретизации явлений ядерной периодичности. Однако протонно-электронная модель по ряду причин оказалась несостоятельной. Тем временем, в 1932 г подоспело открытие нейтрона, и в том же году советский ученый Д. Д. Иваненко и немецкий В. Гейзенберг выдвинули протонно-нейтронную схему строения ядер. С этого момента проблема существования ядерной периодичности встает на реальную почву. В результате исследований, выполненных немецким ученым В. Эльзассером, французским — К.Гюггенхеймером и советским—И. П. Селиновым, было сделано заключение, что ядра с числами z и АГ, равными 2, 8, 20, 52, 82, и 126 обладают некоторыми специфическими свойствами, выделяющими эти ядра на фоне других. Например, при указанных значениях Z соответствующие элементы имеют повышенное число изотопов. Позднее приведенные числа получили название магических и послужили своего рода опорными точками оболочечной модели ядра.
|