同位素问题的解决

5　同位素问题的解决

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从20世纪初期开始，放射性元素的发现越来越多：铀、钍X、镭A、镭B、镭C、锕X……到了1910年，被人们发现的放射性“新元素”已达到30种。

原子量

元素周期表中并没有与这对应的位置，难道元素周期表对这些放射性元素是不适应的？针对这一问题，卢瑟福的助手索迪提出了一个假说：对于那些原子量和放射不同，但化学性质完全相反的元素变种，这些变种在周期表中应该处于同一位置，因而可命名为“同位素”

“同位素”究竟是什么？为什么同位素的原子量不同，放射性不同，而化学性质却完全相同？而门捷列夫的元素周期表认为，原子量决定了元素在周期表中的位置，按照索迪的假说，是不是元素周期表也要作出改动？

这一系列问题的解决都要依赖一个人的出现——卢瑟福。他是20世纪最伟大的实验物理学家之一，在放射性和原子结构等方面，都做出了巨大的贡献。

知识放大镜

卢瑟福

卢瑟福1871年8月30日出生于新西兰纳尔逊的一个手工业工人家庭。他进入新西兰的坎特伯雷学院学习。23岁时获得了三个学位。1895年在新西兰大学毕业后，获得英国剑桥大学的奖学金，进入卡文迪实验室，成为汤姆森的研究生。1919年接替退休的汤姆森，担任卡文迪实验室主任。1925年当选为英国皇家学会主席。

卢瑟福

卢瑟福关于放射性的研究确立了放射性是发自原子内部的变化。放射性能使一种原子改变成另一种原子，而这是一般物理和化学变化所达不到的。这一发现打破了元素不会变化的传统观念，使人们对物质结构的研究进入到原子内部这一新的层次。

卢瑟福提出了著名的原子“太阳系模型”：原子犹如一个极小的“太阳系”，“太阳”是个带正电的原子核，在核外有一些质量很小、带负电的电子像行星一样绕它运动。卢瑟福的原子模型，成功地解释了许多物理化学现象，“太阳系模型”的提出和认证为同位素问题的解决做了铺垫，这时，离事实只有一步之遥了。

经过不断的研究，同位素的问题解决了，同位素是含有相同质子数和中子数的一类原子的总称。比如氢的同位素有3种，氕、氘和氚。这三种同位素的原子量不同，但是他们的质子数相同，所以原子序数也一样，在元素周期表中应该在同一位置。

知识扩展

元素发展神速

从门捷列夫正式提出的元素周期律，到1984年合成118号元素的100多年时间里，人们发现或合成了56种元素，每一种元素的发现都证明了门捷列夫理论的正确性。是不是还有其他的元素呢？我们有理由相信，元素的研究是无止境的。在化学这个神奇的世界里，需要我们不断探索，才能看到真理的影子。