Page 33 - KP_no15full

Izotóp-hIstórIa

„Mint mindannyian tudjuk, Professzor Soddy – az izotópok felfedezője a radioaktív ele- (lásd táb-
mek körében – úgy találta, hogy ezek azonos helyet foglalnak el a periódusos rendszer- lázat), de a
ben és kémiailag egymástól elválaszthatatlanok. Azóta sok víz folyt le a hidak alatt és ma k /k
már az izotópokról nem kémiailag elválaszthatlan elem-fajtákról beszélünk, hanem mint H 14
azonos magtöltésű, de különböző tömegű atomokról. Azt hiszem, senki nem vitatja, hogy hányados
a nehéz hidrogén magtöltése ugyanannyi, mint a hidrogéné, s így benne egyetlen elekt- csak néhány
ron kering a mag körül, tehát helyesen tekinthető a hidrogén izotópjának. Természetesen %-kal haladja
megértem Professzor Soddy nehézségének okát. Az izotóp elnevezést először nehéz meg az egysé-
radioaktív elemek atomjaira alkalmazta, amelyek tömegük arányában csak kis mértékben get. Ugyanilyen
különböztek, nagyon nehezen voltak szeparálhatók, vagy kémiailag megkülönböztethe- értékű volna a
tők. Ma az izotóp nevet adjuk a nehéz hidrogénnek, amely a közönséges hidrogéntől k /k hányados
könnyen elválasztható és nagyon sajátságos tulajdonságokat mutat. Ez annak következ- akkor, ha a D atom
H
D
ménye, hogy a hidrogén izotópok tömegének aránya 1 a 2-höz, és ezért ezek minden nem az elszakadó
olyan tulajdonságukban különböznek, ami a tömegtől függ. kötésben, hanem
Remélem sikerült meggyőznöm Professzor Soddy-t arról, hogy nem mondunk ellen
azoknak a lényeges elveknek, amelyek alapján ő először alkalmazta az izotóp elnevezést.“ valamelyik metil-
csoportban lenne jelen
(szekunder effektus). Mivel a deu-
A kétségek ezután hamar eloszlottak, Izotóp-effektus térium-szubsztitúció egy, míg a

nem utolsósorban azért, mert Rutherford Most térjünk vissza az izotópok békés 14 C-helyettesítés két atomsúlyegységgel
korábbi doktorandusza, a fizikus James alkalmazására! Az a jelenség, amikor az növelte meg a reaktáns tömegét, nyilván
http://hu.wikipedia.org/wiki/James_Chadwick 1932-ben felfedezte a reakció sebessége megváltozik, szerves kus izotóp-effektus értékét. Hanem mi?
Chadwick (1891-1974)
izotópos helyettesítés következtében a
nem ez a tényező határozza meg a kineti-
Ennek megértéséhez méltatnunk kell
kémiai reakció-mechanizmusok vizsgálatá-
neutront, és ezzel az izo-
tópok létezése érthetővé
egy másik nagy eredményt, a kvantumel-
nak alapvető módszere lett. Miután a deu-
mélet felfedezését. Max Planck (1858–
vált: a rendszámnak
térium lassabban reagál, mint a hidrogén,
megfelelő magtöltéshez
1947) német fizikus a fekete test sugárzá-
a két izotóp tartalmában eltérő reaktánsok
izotóp-effektusnak nevezik. Amikor a reak-
társulása hozza létre az
csátott energia nem lehet tetszőleges érté-
James eltérő számú neutron reakciósebességének hányadosát kinetikus sának méréséből azt találta, hogy a kibo-
Chadwick eltérő tömegszámokat. cióban felszakadó kötés tartalmaz két izo- kű, hanem csak bizonyos diszkrét értéke-
Mivel a neutronnak tópot, az effektust primernek nevezzük. ket vehet fel. 1900-ban leírta, hogy a ν
nincs töltése, könnyen áthalad a töltéssel Példaként nézzük meg a 2-nitro-propán [s ] frekvenciával rezgő rendszer energiá-
-1
bíró anyagokon, és behatol az atommagba C-H kötésének ionos hasadását: ja e ν frekvenciával arányos, azaz E= hν,
is, ahol maghasadást idéz elő. Ez a felfe- ahol a h állandó szám:
dezés elindította az atombomba kifejlesz-
h = 6.63 x 10 Js
-34
tését. Az atombomba ledo- amit ma Planck-állandónak nevezünk. A
https://hu.wikipedia.org/wiki/Nukleáris_fegyver básának cselekedete a tudományos világ azt a felfedezést, hogy az
energia-skála nem folytonos, hanem cso-
mai napig kétségek tár-
magokból (kvantumokból) tevődik össze,
gya, és a tudomány meg-
ítélését alapjaiban vál-
sokáig nem tudta megemészteni. Erről
toztatta meg. Korábban
tanúskodik Planck keserű vallomása:
„Egy tudományos igazság nem úgy
eredményeitől, ezt köve-
tően azonban kétségek
Az atombomba nem féltek a tudomány diadalmaskodik, hogy meggyőzi az
gombafelhője merültek fel a tudomány ellenfeleit, hanem inkább olyan módon,
Nagasaki felett „áldásai“ tekintetében. A 2-nitropropán deutérium és C hogy az ellenfelek meghalnak, és egy új
14
Egyidejűleg sokan elfor- kinetikus izotóp-effektusa generáció nő fel, amelyik hozzászokik az
dultak a tudománytól és ezotériákban, igazsághoz.“
áltudományokban kerestek vigasztalást. A A sebességi állandók hányadosával kifeje- Planck eredményeinek elismerése
tudomány művelői részére felértékelődött zett kinetikus deutérium-effektus (k /k ) csaknem két évtizedig váratott magára.
D
H
a tevékenységük társadalmi hatása iránt a körülményektől (ionizáló bázis, hőmér- 1918-ban fizikai Nobel-díjra javasolták, de
érzett felelősség. séklet) függően 10-nél nagyobb is lehet azt csak 1919-ben kapta meg „az energia
KéMiAi PANoRáMA 15. SzáM, 2016. évfolyAM 1. SzáM 33