равным двум, если за единицу заряда считать заряд электрона. Два положительных электрических заряда уносила с собой a-частица. Ученые рассчитали ее массу; оказалось, что альфа-частица в четыре раза тяжелее атома водорода. А раз так, то альфа-частица не может быть чем-либо иным, как атомом ближайшего к водороду элемента гелия, у которого недостает двух электронов, и потому его положительный заряд равен +2. Итак, из радия испускается гелий. Во что же превращается сам радий?
Наука о превращениях химических элементов имеет свою символику, которая позволяет записывать уравнения ядерных реакций. Справа вверху от символа элемента пишется его атомный вес, слева внизу — порядковый номер (заряд ядра). Например, 88Rа226. Так можно изобразить изотоп любого элемента. В данном случае индекс «226» — это массовое число одного из изотопов радия. Альфа-частица может быть записана на языке ядерной физики как 2Не4. Итак, 88Ra226 — 2Не4=?
Атом радия теряет два заряда (88-2=86)
и уменьшает свою массу на 4 единицы (226-4=222). Следовательно, радий превращается
в какой-то элемент с зарядом 86 и атомным
весом 222, т. е. 86Х222.
В 1900 г. английский ученый Эрнест Резерфорд впервые доказал образование нового элемента при радиоактивном распаде радия. Он назвал его радоном. В периодической системе радон (Rn) занял место в группе инертных газов (рис. 3).
Следовательно, ядерную реакцию радиоактивного распада радия можно записать так:
88Ra226 — 2Не4=86Rn222.
Природа бета-частицы оказалась проще. Ученые признали ее полное сходство с электроном, частицей, несущей отрицательный электрический заряд. Актиний, испуская b-частицу, превращается в торий. При этом он сохраняет массу (потому что масса электрона очень мала), но заряд атома увеличивается на 1:
89Ac227-e—=90Th227
Такую схему радиоактивного распада предложили Эрнест Резерфорд и его сотрудник Фредерик Содди.
Радон и торий, получающиеся в рассмотренных нами реакциях распада, не остаются неизменными. Они в свою очередь распадаются. Радон-222 испускает альфа-частицу и превращается в полоний-218. Торий-227 также выбрасывает a-частицу и становится радием-223.
Рис. 3. Схема радиоактивного распада ядра атома радия.
Цепочки радиоактивных распадов оказались сложными и запутанными. Ученым предстояло разобраться в них. Ясно было одно: радиоактивный распад представляет собой процесс превращения элементов, происходящий независимо от воли человека.
УПОРЯДОЧЕННЫЙ ХАОС
Радий, распадаясь, рождает «эманацию»* (радон). Ученые изучили продукты радиоактивного превращения тория и среди них нашли газ, который ничем не отличается от радона. Актиний тоже выделяет «эманацию», и она как две капли воды похожа на радон. Все эти три вида «эманации» различаются только весом их атомов. И, добавим, своими радиоактивными характеристиками.
Уже не один, а целых три инертных газа претендовали на 86-ю клетку таблицы Менделеева.
За короткий срок ученые открыли более 30 самостоятельных радиоактивных веществ. Каждое из них предлагали считать за отдельный элемент. Однако таблица Менделеева располагала лишь восемью свободными вакансиями,