Interested Article - Правило запрета Маттауха — Щукарева
![](/images/007/360/7360099/1.jpg?rand=506687)
![](https://cdn.wafarin.com/avatars/b0f3aced57398b79db9da54bd08aa5dc.gif)
- 2020-06-28
- 1
Правило запрета Маттауха — Щукарева ( правило Маттауха ) — одна из закономерностей ядерной физики , замеченная в 1920-х годах советским химиком С. А. Щукаревым и окончательно сформулированная в 1934 году немецким физиком .
Суть правила заключается в том, что в природе не могут существовать два стабильных изобара , заряды ядра которых отличаются на единицу. Другими словами, если у какого-либо химического элемента есть устойчивый изотоп , то его ближайшие соседи по таблице не могут иметь устойчивых изотопов с тем же массовым числом .
Правило объясняет, в частности, отсутствие стабильных изотопов у технеция несмотря на то, что он находится в таблице Менделеева задолго до свинца : соседние с ним молибден и рутений имеют стабильные изотопы с массовыми числами 92, 94, 95, 96, 97, 98, 100 и 96, 98, 99, 100, 101, 102, 104 , соответственно.
Исключением из правила являются три пары изобаров. Одна из этих пар образована стабильными изобарами 123 Sb и 123 Te. В действительности же 123 Te не является бета-стабильным, он должен распадаться посредством электронного захвата в 123 Sb, однако этот процесс пока не обнаружен ввиду чрезвычайно большого периода полураспада — распад подавлен из-за малости энергии бета-перехода (53 кэВ) и существенного различия спинов материнского и дочернего ядра ( 1 ⁄ 2 и 7 ⁄ 2 , соответственно). Две другие изобарные пары соседей, в которых пока не обнаружен бета-распад, образованы метастабильным танталом-180m, это пары 180 Hf— 180m Ta и 180m Ta— 180 W. Тантал-180m является единственным метастабильным нуклидом ( изомером ), существующим в природной изотопной смеси, для него теоретически доступны бета-минус-распад в 180 W, электронный захват в 180 Hf и изомерный переход в основное состояние 180 Ta, однако ни один из этих процессов пока не наблюдался в эксперименте. Эти процессы сильно подавлены вследствие высокого спина ядра материнского изотопа ( J =9). В то же время основное состояние 180 Ta бета-активно с периодом полураспада 8,152 часа.
Причина действия правила
У любых двух изобарных атомов, соседних по изобарной цепочке (то есть имеющих одинаковый состав ядра с точностью до замены одного нейтрона на протон или наоборот), массы не отличаются. В результате законом сохранения энергии оказывается разрешён спонтанный бета-распад одного из атомов (более массивного) в другой. Здесь под бета-распадом понимается один из трёх процессов:
- бета-минус-распад (сопровождается превращением одного из нейтронов материнского ядра в протон и испусканием электрона и электронного антинейтрино);
- бета-плюс-распад (сопровождается превращением одного из протонов материнского ядра в нейтрон и испусканием позитрона и электронного нейтрино).
- электронный захват (сопровождается превращением одного из протонов материнского ядра в нейтрон, захватом орбитального электрона и испусканием электронного нейтрино);
Следует отметить, что правило запрещает существование стабильных пар, однако не ограничивает присутствия в природной изотопной смеси пар, один из компонентов которых является долгоживущим радиоактивным нуклидом, а второй стабилен. Таких пар довольно много — например, 115 In и 115 Sn, 176 Lu и 176 Hf и т. п.
Примечания
- — статья из энциклопедии «Кругосвет»
- J. Mattauch. (нем.) // . — 1934. — Bd. 91 . — S. 361—371 .
- [www.xumuk.ru/encyklopedia/2669.html XuMuK.ru - МОЛИБДЕН - Химическая энциклопедия] . Дата обращения: 28 января 2013.
- [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3943.html XuMuK.ru - РУТЕНИЙ - Химическая энциклопедия] . Дата обращения: 28 января 2013.
![](https://cdn.wafarin.com/avatars/b0f3aced57398b79db9da54bd08aa5dc.gif)
- 2020-06-28
- 1