Вот хотя бы предположение одного весьма прыткого «детектива». Он предложил искать «виновных» среди «родственников» аргона. По его мнению, аргон образуется в атмосфере при слиянии неона и криптона. Поэтому, дескать, неон и криптон из атмосферы мало-помалу исчезают, а аргон, напротив, накапливается.
Проверили, посмеялись и забыли.
Занялись другой версией: все инертные газы, за исключением аргона, радиоактивны. Поэтому они распадаются, и относительное содержание аргона в атмосфере постепенно повышается. Но «сыщики», отправившиеся по этому следу, также вернулись ни с чем.
И тут-то на «полторы секунды» — в небольшой журнальной заметке промелькнул истинный виновник сумятицы. Появилось сообщение о том, что доказана естественная радиоактивность калия.
«Аргонавты» — так прозвали досужие острословы исследователей, бившихся над загадками аргона, — не обратили внимания на эту заметку. Они занимались инертными газами и не могли отвлекаться ради давно известного и хорошо исследованного калия. «Швейцар» ничем не привлек их внимания.
Калий действительно оказался истинным виновником всех загадок аргона.
И после того как был найден этот виновник, картина «преступления» раскрылась сразу и во всей полноте.
Естественными радиоактивными свойствами обладает один из изотопов калия — калий с атомной массой 40. Распространение этого изотопа в природе крайне невелико — около одной сотой доли процента. Большая же часть атомов, составляющих природный калий, характеризуется массовым числом 39. Поэтому атомная масса калия близка (чуть превышает) 39.
Радиоактивность калия-40 весьма хитрого и, по-видимому, еще незнакомого читателю свойства: в атомах этого изотопа один из электронов находится в опасной близости от ядра. Настолько опасной, что рано или поздно совершается неизбежное: электрон притягивается ядром. Упав на ядро, электрон мгновенно вступает во взаимодействие с положительно заряженным протоном. В результате этого взаимодействия образуется нейтральный нейтрон. С точки зрения физики процесс прост, а последствия его куда как значительны!
Исчез из ядра атома калия протон. А раз так, то калий уже никак не может оставаться калием. Заряд ядра уменьшился на 1. Было 19, стало 18. Было ядро атома калия. Стало ядро атома аргона.
Но масса-то ядра не изменилась, потому что по массе нейтрон и протон очень близки. Был калий-40, образовался аргон-40.
Это объясняет все. Атмосферный аргон полностью обязан своим происхождением калию-40. Других изотопов аргона с меньшей атомной массой в природе совсем мало. Поэтому наш, «земной», аргон имеет атомную массу, практически равную 40. Ну, а калий, который по менделеевскому табелю о рангах должен был стоять по атомной массе за аргоном, оказывается перед ним. И нетрудно теперь понять почему. Когда-то (очень давно, в отдаленные геологические эпохи) калия-40 было достаточно много. Но время шло. В природном калии все меньше оставалось изотопа с массовым числом 40 и, следовательно, относительно все больше накоплялось изотопа с массовым числом 39. Соответственно, атомная масса калия все больше сползала от 40 к 39. Сегодня она равна 39,1. А в будущем, конечно очень отдаленном (период полураспада калия-40 превышает миллиард лет), атомная масса калия станет еще меньше.
