2. DOĞAL RADYOAKTİFLİĞİN ÖZELLİKLERİ Radyoaktif elementlerin bileşikleri de radyoaktiftir. Fiziksel ve kimyasal değişmeler radyoaktif özelliği etkilemez. Isı, sıcaklık.basınç, çözünme ve katalizör gibi etkenler radyoaktif özellikleri etkilemez. Radyoaktif ışınlar canlı organizmaya etki ederek onun yapısını bozarlar. Radyoaktif ışınlar bazı sert cisimlerden geçemezler, ancak yumuşak dokulardan geçebilirler. Röntgen ışınları gibi… Radyoaktif ışınlar karanlıkta fotoğraf filmlerine etki ederler.
3. Bir nükleer tepkimede tek başına kütle ve enerji korunmaz. Kütle ile enerjinin toplamı sabittir. Kütle enerjiye ve enerji kütleye dönüşebilir. Bir nükleer tepkimede girenlerin kütle numaraları toplamı, ürünlerin kütle numaraları toplamına ve girenlerin yükleri toplamı ürünlerin yükleri toplamına eşittir. Bir nükleer tepkime yazılırken; Kaynaşıyor, bombardıman ediyor, üzerine gönderiliyor ve yakalıyor ifadeleri kullanıldığında ışınlar girenler tarafına yazılır. Işıma yapıyor, fırlatıyor bozunuyor ifadeleri kullanıldığında ışınlar ürünler tarafına yazılır. Atom numarası arasındaki elementler doğal radyoaktif elementlerdir. Uranyumdan sonraki elementler yapay radyoaktif elementlerdir.
4. Nükleer tepkimeler 2’ye ayrılır. Doğal Radyoaktif Bozulmalar Beta Işıması Gama Işıması Potizron Bozunması Elektron Yakalaması 2) Çekirdek Tepkimeleri Fisyon Füzyon
5.
6. Alfa Işıması Alfa ışıması nötronu ve kütle numarası çok çok fazla olan radyoaktif atomlarda görülür. Alfa ışımasında atom çekirdeğinden 2 tane nötron ve 2 tane proton dışarıya fırlatılır. Alfa ışını 2 nötron ile 2 protondan oluşur. Bunun sonucu olarak elementin atom numarası 2 azalırken, kütle numarası 4 azalır.
7. Alfa ışınlarının yükü ve kütlesi çok büyük olduğundan; * Yayılma hızı çok yavaştır. * Giriciliği çok azdır. Alfa ışınlarının , diğer gazları iyonlaştırma gücü vardır. Alfa ışınları magnetik alanda negatif kutba doğru sapar.
8. Beta Işıması Beta ışıması nötronu, protonundan çok olan atomlarda görülür. Beta ışımasında atom çekirdeğinde bir tane nötron, doğrudan bir tane protona dönüşür. Bunun sonucu elementin atom numarası 1 artarken, kütle numarası değişmez.
9. Beta ışınlarının yükü olmadığında hızları, radyoaktiviteleri ve giricilikleri alfaya oranla daha fazladır.
10. Gama Işıması Gama ışıması genellikle diğer ışımalardan sonra görülür. Diğer ışımaları yapan atom çekirdeği yüksek enerjili kararsız bir taneciğe dönüşür. Kararsız olan atomu artık gama ışıması yapmaya meyillidir.
11.
12. Pozitron Bozunması Pozitron bozunması protonu nötronundan çok olan atomlarda görülür. Atom çekirdeğinde 1 protonun, doğrudan 1 nötrona dönüşmesi sonucu oluşur. Bunun sonucu elementin atom numarası 1 azalırken, kütle numarası değişmez.
13. Elektron Yakalanması Protonu nötronundan çok olan atomlarda görülür. Atomun 1s orbitalindeki elektronlardan 1 tanesinin, atom çekirdeği tarafından yutulması ile oluşur.
14. Atom çekirdeği tarafından yutulan elektron çekirdekteki 1 proton ile birleşerek 1 nötrona dönüşür. Bu olay sonucu elementin atom numarası 1 azalırken; kütle numarası değişmez
15.
16. Atom numarası nötron sayısına eşit olan atomlar, olmayanlara göre daha kararlıdır.
17. Hem atom numarası nötron sayısına eşit olup, hem de çift sayılı olanlar en çok kararlıdır.
18. n/p oranı 1’den küçük olan atomlar önce pozitron ışımasını tercih ederler.
19. n/p oranı 1,5’den büyük oyan atomlar öncelikle alfa ışımasını tercih ederler.
20.
21. Fisyon Nötron bombardımanıyla kararsız hale getilen büyük kütleli atom çekirdeklerinin parçalanarak daha küçük kütleli atom çekirdeklerine dönüşmesi olayına denir. Bunun en iyi örneği atom bombası’dır.
22. Işımanın Özellikleri Radyoaktivitenin birimi BECQUEREL (Bekerel) ‘dir. Geiger MULLER sayacı ile ölçülür. Birim alana yapılan ışıma miktarı Madde miktarı ile doğru orantılıdır. Geçen zaman ile doğru orantılıdır. Maddenin cinsine bağlıdır. Birim alana birim zamanda yapılan ışıma şiddeti Maddenin cinsine bağlıdır. Yarı ömrü kısa olan atom daha çok ışıma yapar. Zamanla azalır Işıma yapılan alanın maddeye olan uzaklığının karesiyle ters orantılıdır.
23. Sorular 1) Radyoaktif x izotopu X------------ Y +2HeDenklemine göre bozunmaktadır. yarı ömrü t yıl olan radyoaktif x atomundan 3t yıl sonra 5.6 gram He gazı oluştuğu ölçülüyor.buna göre başlagıçta alınan x in mol sayısı kaçtır?cvp=0.8 (X in kütle no 222 proton sayısı 86)Çözüm: nHe=5,6/4=1,4mol1mol x bozunursa 2mol He oluşursa,1,4molHe oluştuğunda 0,7 mol x bozunur.x-----x/2-----x/4----x/8 3t yıl sonrax-x/8=0,7 den x=0,8 çıkar.
24. 2) Radyoaktif X izotopu 1 alfa, 2 beta ışıması yaparak radyoaktif Y izotopuna dönüşüyor.Buna göre X ve Y atomlarının,I.Çekirdek kütleleri eşittir.II.Yarılanma süreleri farklıdır.III.Kimyasal özellikeri aynıdır.hangileri doğrudur?Çözüm:Bir alfa ışıması yapan elementin atom numarası 2 , kütle numarası 4 azalır.Beta bozunmasına uğrayan atomun atom numarası 1 artarken , kütle numarası değişmez ve uğradığı atomun izobarı oluşur.Alfa ışıması yapan X izotopunun atom numarası 2 azalırken kütle numarası 4 azalacak; daha sonra 2 beta ışımasıyla kaybettiği protonları geri alacağından atom numarası 2 artacak fakat kütle numarası değişmeyecek. yani; Y nin kütle numarası X ten 4 eksik atom numarası ise X ile aynı olacak.(Y atomu X in izotopudur)I.Çekirdek kütleleri eşittir.(Bir atoun çekirdeğinin kütlesi n+p yani kütle numarasıdır x ile y nin kütle numaraları farklı olduğundan çekirdek kütleleri de farklıdır)II.Yarılanma süreleri farklıdır.(Yarılanma süresi herhangi kimyasal dış etkiye bağlı değildir sadece çekirdeğin yapısına bağlıdır dolayısıyla çekirdeğin kütleleri farklı olduğundan yarılanma süreleri de farklıdır)III.Kimyasal özellikeri aynıdır. (Bir maddenin kimyasal özelliği sahip olduğu proton ve elektronlarla belirlenir.Birbirinin izotopu olan maddeler aynı kimyasal özelliğe sahiptir X ile Y birbirinin izotopu olduğuna göre kimyasal özellikleri de aynıdır)yanıt;II-III
25. 3) Radyoaktif X elementi art arda 1 alfa 2 beta ışıması yapıyor. Y elementine dönüşüyor.Buna göre hansigi yanlıştır?A)nükleon sayısı değişmezB)kütle değişimi önemldir.C)X ve Y elementlerinin periyodik cetveldeki yerleri aynıdır.D)X ve Y izotoplarının yarılanma süreleri eşittir.E)X ve Y'nin eşit mol sayılı örneklerinin bozunma hızları farklıdır.Radyoaktif X elementi art arda 1 alfa 2 beta ışıması yapıyor. Y elementine dönüşüyormuş 1. soruda olduğu gibi X ile Y birbirlerinin izotopu olurlar atom numaraları aynı olduğu halde kütle numaraları farklı olur.Bu soruda hangisinin yanlış olacağını soruyordolayısıyla A ve C şıkları doğru; D şıkkı yanlış çünkü kütle numaraları farklı olana elementlerin yarılanma süreleri de farklıdır.
26. 4) Radyoaktif bir x elementi bileşik oluşturduğundaI. Radyoaktif özelliği dğeişir.II.Atom çapı küçülür.III.çekirdek yapısı değişmez.hangileri yanlıştır?Çözüm: Atomlardaki çekirdek olayları kimyasal olaylardan farklıdır.Radyoaktiflik , dış etkenlere bağlı değildir. Bir atomun radyoaktifliği sıcaklık , basınç , çözünme , kimyasal tepkimeye girme gibi olaylarla değişmez.Bir atom radyoaktif ise , o atomun oluşturduğu bileşikler de radyoaktiftir. Kimyasal olaylar radyoaktifliği değiştirmez.Bu bilgilere göre kimyasal değişimler radyoaktifliği etkilemeyeceğinden x elementi bileşik oluşturduğunda radyoaktif özellikleri değişmez I seçenek yanlışbileşik oluşturan X elementi daha kararlı bir yapıya ulaşır kararlı hale gelen X elementinin çapı kararsız haldekinden küçüktür;II. seçenek doğru1 alfa ve 2 beta ışıması yapan atomun atom numarasının değişmeyeceğini fakat kütle numarasının 2 artacağını söylemiştik kimyasal tepkimeler elektronlarla olacağından kimyasal tepkimelerden çekirdek etkilenmez III. seçenek doğru. 5) Raelementinin yarı ömrü t yıldır.Ra(k)--> Rn(g) + He(g) tepkimesinde 1.2 molRa(k) alınarak bozunmaya bırakılıyor.2t yıl sonra kaç mol gaz oluşmuştur?ranin t yılsa yarı ömrü t yıl sora 0,6 ya düşecek bi t yıl sonra 0,3 mole düşecek.başlangıcta 1.2 moldu. 0,9unu kullanmış(harcanan)0,9mol Ra(gaz) 0,9 He(gaz) oluşur toplam 1,8 mol gaz oluşur.kaptaki son durum ise 0,3mol >Ra katısı ve 1,8 mol gaz bulunur.
27. 6) 234 a 4 X Y + He (alfa) 92 b 2 alfa ışıması yapan tepkimede a ve b değerleri nedir? ÇÖZÜM: Her iki tarafta yükler ve kütle numaraları eşit olmalıdır. Buna göre; 234=a + 4 a=230 olur. 92=b + 2 b=90 olur. 7)14 17 N + X O + Y 7 8 Yukarıdaki çekirdek tepkimesinde,X ve Y hangi radyoaktif ışımaları göstermektedir? ÇÖZÜM: Çekirdek tepkimelerinde girenlerle çıkanların yük ve kütle numaraları eşittir. Bu eşitliğin sağlanabilmesi için X yerine alfa,Y yerine ise gelmelidir. 14 4 17 1 N + alfa X O + p 7 2 8 1 yük = 7 + 2 = 8 + 1 kütle numarası = 14 + 4 = 17 + 1 X = Alfa Y = p 8) 10 13 X + alfa Y + n 5 7 Yukarıdaki tepkimede X çekirdeği,Y çekirdeğine dönüşürken proton (p) ve nötron (n) sayısında nasıl bir değişme olur? ÇÖZÜM: 10 13 X + alfa Y + n 5 7 Atom No = p Kütle No = p + n Bağıntılarından X ve Y nin p ve n sayılarını bulabiliriz. 10 13 X Y 5 7 p = 5 p = 7 ( 2 artmış) n = 5 p = 6 ( 1 artmış)
