Образование химических элементов в космических телах 1 | страница 46
Распространенность элементов зависит от свойств атомных ядер и их устойчивости. Это обнаружили после открытия стабильных изотопов и точного определения изотопного состава всех природных элементов. Сведения об относительной распространенности изотопов в земной коре получены для всех химических элементов. Соотношения между изотопами одного элемента самые различные. Некоторые элементы, например медь и европий, состоят из двух изотопов с почти равной распространенностью, распространенность двух изотопов лантана отличается между собой почти в 100 раз. Наименьшую относительную распространенность имеет изотоп Не>3 — всего лишь 0,00013 % общего числа всех атомов атмосферного гелия.
Изучение относительной распространенности изотопов показало, что изотопный состав химических элементов на Земле постоянен. Например, у хлора, извлеченного из морской воды и выделенного из минералов — апатита и других, атомный вес оказался одинаковым. То же самое обнаружено для никеля, железа, кремния, ртути, азота, сурьмы и меди.
Изучение изотопного состава элементов в метеоритах показало, что он аналогичен их изотопному составу на Земле. Ниже приведен изотопный состав железа в земной коре и метеорите (табл. 8). Постоянство изотопного состава многих элементов в земной коре и метеоритах указывает, видимо, на их происхождение из одного и того же космического вещества и на одинаковый характер ядерных реакций, приводящих к синтезу элементов Земли и метеоритов.
Изотопный состав атмосферы звезд изучен еще совершенно недостаточно. Однако имеются указания, что он может быть различным. Впервые это показал советский ученый Г. А. Шайн для изотопов углерода — С>12 и С>13. Отношение их распространенностей для атмосфер некоторых углеродных звезд меняется от 1 до 50. В настоящее время найдено, что для Земли, метеоритов и атмосферы Солнца отношение С>13/С>12 равно 0,011, а для атмосфер звезд класса N колеблется от 0,05 до 0,5, для атмосфер звезд класса R — от 0,02 до 0,3. Для межзвездного вещества оно равно 0,2. Эти различия имеют очень большое значение для решения вопроса о происхождении химических элементов, их синтезе в звездах и последующей эволюции в космическом пространстве и планетах.
Таблица 8
Изотопный состав железа(содержание Fe>56 принято за 100 °/>0)
Распространенность изотопов подчиняется определенным закономерностям, главные из них следующие.
1. Наибольшей распространенностью обладают изотопы с четным числом протонов и нейтронов. На их долю приходится около 60 % числа всех стабильных изотопов. Изотопы с нечетным числом протонов или нейтронов менее распространены — их сумма составляет около 36 %. На долю изотопов с нечетным числом протонов и нейтронов приходится всего 4 %.
