природных условиях, либо в лаборатории. Назовем их нестабильными изотопами. Хотя их известно более тысячи, каждый из них существует в таких фантастически малых количествах (если они вообще существуют), что они дают о себе знать только физикам-ядерщикам, вооруженным специальными приборами.
Во-вторых, есть изотопы, которые радиоактивны, но распадаются так медленно (по меньшей мере сотни миллионов лет), что те, которые мы обнаруживаем сегодня, существовали и при образовании Земли. Каждый из них, несмотря на медленный распад, находится в природе в таких количествах, что их можно обнаружить даже допотопными химическими методами XIX века. Назовем их полустабильными изотопами.
И, наконец, есть изотопы, которые вообще нерадиоактивны или настолько слабо радиоактивны, что даже самые чувствительные приборы не могут этого обнаружить. Назовем их стабильными изотопами.
В этой главе речь пойдет только о полустабильных и стабильных изотопах.
Не менее 20 из 103 известных сегодня элементов обладают только нестабильными изотопами и потому существуют в природе в незначительном количестве. Перечислим их в таблице.
Элемент / Атомный номер
Технеций … 43
Прометий … 61
Полоний … 84
Астатин … 85
Радон … 86
Франций … 87
Радий … 88
Актиний … 89
Протактиний … 91
Нептуний … 93
Плутоний … 94
Америций … 95
Кюрий … 96
Берклий … 97
Калифорний … 98
Эйнштейний … 99
Фермий … 100
Менделеевий … 101
Нобелий … 102
Лоуренсий … 103
Заметьте, что все эти элементы, кроме двух, стоят в самом конце известного перечня элементов и имеют атомные номера от 84 до 103. Здесь не хватает только двух элементов, а именно элемента с атомным номером 90 (торий) и с номером 92 (уран); оба номера, как видите, четные. С другой стороны, в начале нашей таблицы приведены два элемента с нечетными атомными номерами — 43 (технеций) и 61 (прометий). Остальные 83 элемента обладают по крайней мере одним стабильным или полустабильным изотопом и поэтому встречаются на Земле в достаточном количестве. (Нет таких стабильных или полустабильных изотопов, которые бы не встречались в природе в достаточном количестве.) Некоторые из этих элементов обладают только одним таким изотопом, другие — двумя, тремя и даже большим числом.
Мне кажется весьма странным, что, хотя во всех учебниках химии, которые я когда-либо читал, всегда перечисляются элементы, ни в одном из них не дается систематизированного перечисления изотопов.
Например, я
Элемент / Протон/нейтрон
Бериллий … 4/5
Фтор … 9/10
Натрий … 11/12
Алюминий … 13/14
Фосфор … 15/16
Скандий … 21/24
Марганец … 25/30
Кобальт … 27/32
Мышьяк … 33/42
Иттрий … 39/50
Ниобий … 41/52
Родий … 45/58
Йод … 53/74
Цезий … 55/78
Празеодим … 59/82
Тербий … 65/94
Гольмий … 67/98
Тулий … 69/100
Золото … 79/118
Висмут … 83/126
Торий … 90/142*
Имеется 21 элемент с одним стабильным или полустабильным изотопом, и заметьте, что во всех случаях, кроме двух (бериллий и торий — первый и последний в списке), одиночные изотопы имеют нечетное число протонов в ядре и четное число нейтронов. Назовем их изотопами «нечет/чет».
Теперь давайте перечислим элементы, которые обладают двумя стабильными или полустабильными изотопами.
Элемент / Протон/нейтроны
Водород … 1/0, 1
Гелий … 2/1, 2
Литий … 3/3, 4
Бор … 5/5, 6
Углерод … 6/6, 7
Азот … 7/7, 8
Хлор … 17/18, 20
Ванадий … 23/27*, 28
Медь … 29/34, 36
