Получить
Нобелевскую премию — высшая награда для ученого. Ученых в мире великое
множество, но лишь немногим более ста удостоились этой чести. За самые
выдающиеся из выдающихся открытий.
В почетный список попали в 1932 году Мэрфи, Юри и Брикведе.
Раньше думали, что на Земле существует
только один водород. С атомным весом единица. Мэрфи и его коллеги
обнаружили вдвое более тяжелого собрата водорода. Изотоп с атомным весом
2.
Изотопами называются такие разновидности
атомов, у которых одинаковый заряд, но разные атомные веса. Или
по-другому: в ядрах атомов изотопов содержится равное число протонов, но
разное — нейтронов. Все химические элементы имеют изотопы: некоторые
существуют в природе, некоторые получены искусственно с помощью ядерных
реакций.
Изотоп водорода, ядро которого — голый протон, называется протий, и обозначают его так: 1Н. И это единственный пример атомного ядра, вообще не содержащего нейтронов (вот еще одна уникальная особенность водорода!). Добавляем мы к этому протону-одиночке нейтрон, и перед нами ядро тяжелого изотопа водорода — дейтерия (2H, или D). Протия в природе не в пример больше, чем дейтерия, — свыше 99 процентов.
Но оказывается, существует и третья разновидность водорода (имеющая два нейтрона в ядре) — тритий (3Н,
или Т). Он непрерывно рождается в атмосфере под действием космических
лучей. Рождается, чтобы сравнительно быстро исчезнуть. Он радиоактивен
и, распадаясь, превращается в изотоп гелия (гелий-3). Трития крайне
мало: во всей земной атмосфере лишь 6 граммов. На 10 кубических
сантиметров воздуха приходится один атом трития. А совсем недавно ученым
удалось искусственно получить еще более тяжелые изотопы водорода — 4Н и 5Н. Они-то уж совсем неустойчивы.
То, что у водорода есть изотопы, не
выделяет его среди химических элементов. Выделяет другое: изотопы
водорода довольно заметно разнятся по свойствам, прежде всего по
физическим. Изотопы других элементов почти совершенно неразличимы.
У каждой разновидности водорода свое
лицо. И, вступая в химические реакции, они ведут себя по-разному.
Протий, например, активнее дейтерия. Изучая поведение изотопов водорода,
ученые открыли совершенно новую область науки — химию изотопов. Ведь
привычная нам химия имеет дело с элементами в целом, с совокупностью
изотопов. А химия изотопов занимается отдельными изотопами. Она помогает
исследователям постигать самые тонкие детали различных химических
процессов. |