《同位素基础》PPT课件.ppt

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1、第一章同位素基础同位素在生态学研究中的应用1内容提要同位素简史基本概念同位素效应同位素分析结果的表达和标准同位素分离与制备21同位素简史1.1同位素的预言1808，J.Dalton的原子学说：保持元素化学性质的最小单位，不可分割；同一元素的所有原子在性质上都是一样的；同一化合物的复杂原子性质也是一样的，其质量是组成原子的质量之和原子量测量：1815，W.Prout氢母质说：原子可分；实验误差1858，J.Dumas1/4氢母质说：精密测量其学生J.Stas：更精密测量，否定31869，门捷列夫周期表：按原子量和按性质排序间的矛盾，碘(126.91)和碲(127.61

2、)，氩(39.9)和钾(39.1)，钴(58.94)和镍(58.69)1881，А.М.Бутлеров应该假设原子量在一定条件下在一定范围内变动1886，W.Crookes亚原子说：meta-element，预言同位素存在，并可根据轻重不同用分馏法分开41.2同位素的发现1896，H.Becquerel发现放射性：铀使底片感光1897，J.J.Thomson发现电子：阴极射线就是电子1898，居里夫妇发现镭(226Ra)：之后，钍(232Th)和钋(210Po)分离放射性元素：陆续发现新的元素，如钍X，镭C，锕X，新钍I等1902，分离出了30多种元素周期表无法容

3、纳5镧系57La镧58Ce铈59Pr镨60Nd钕61Pm钷62Sm钐63Eu铕64Gd钆65Tb铽66Dy镝67Ho钬68Er铒69Tm铥70Yb镱锕系89Ac锕90Th钍91Pa镤92U铀93Np镎94Pu钚95Am镅*96Cm锔*97Bk锫*98Cf锎*99Es锿*100Fm镄*101Md钔*102No锘61906，B.B.Boltwood：放射性不同的元素的化学性质相同，如射钍和钍，新钍I和镭，混合后难以分离1910，F.Soddy同位素假说：存在放射性不同而物理化学性质相同的化学元素变种，它们应处于周期表的同一位置1911，J.J.Thomson磁分析器：氖

4、有两种同位素F.W.Aston分离氖同位素：天然氖气反复扩散分离，22Ne(20.28)和20Ne(20.15)7磁分析器的原理Thomas的磁分析器8磁分析器上显示20Ne和22Ne的抛物线91914，进一步证实同位素的存在：T.W.Richards和F.Soddy测定镭、钍衰变形成的铅和普通铅的原子量1919，F.W.Aston质谱仪：71种元素中发现了202种同位素1924-1929，光谱法：发现13C、15N、17O、18O1931，H.Schüler原子光谱：普通铊由两种同位素组成203Tl和205Tl1931，H.C.Urey,F.G.Brickwedd

5、e和G.M.Murphy发现氘：14K蒸馏，光栅光谱分析10氘的光谱DH111947，Nier开发了灵敏的同位素比例质谱仪1947，Bigeleisen和Mayer发展了同位素分馏理论1950，McKinney等改进质谱仪：可分辨0.1‰的差异12HenryThodeGrahamFarquharJamesEhleringerCharlesKeelingDanYakirLeonelSternberg13同位素简史基本概念同位素效应同位素分析结果的表达和标准同位素分离与制备内容提要14二、基本概念2.1原子和原子核元素：物质由元素组成(1789，拉瓦锡)原子：元素由原子

6、组成，原子是保持元素化学性质的最小粒子质子中子原子核+++电子(电子云)15原子核：稳定的核不稳定的核。可自发地放射出射线，使原来的原子核转变为另一种原子核，这种现象称为放射性核衰变原子表示法：或X：元素的原子A：质量数Z：质子数（A-N）162.2核素和同位素核素：是指具有特定中子数、质子数和核能态，并且其平均寿命长得足以被观察到的一类原子的统称。确定的质量数、质子数；约3100种放射性核素：2800余种，农业、生物、生态环境中应用较多的有50多种稳定性核素：283种，应用较多的有2H、13C、15N、31P、34S、87Sr等17同位素：核内质子数Z相同，而中子

7、数N不同，在元素周期表中处于同一位置的一组核素互称为同位素18每种元素都有1种或多种放射性同位素。1H有一种，78Pt有30种19放射性：元素的原子核自行放射出看不见的、具有一定穿透力的射线的性质称为放射性。放射性衰变：不稳定的核自发地改变和结构、并放射出射线，转变成另一种核或过渡到另一种状态的现象。衰变母体：衰变前的核素衰变子体：衰变后的核素2.3放射性20α衰变β-衰变β+衰变衰变衰变系列：母体经多次连续衰变才能形成稳定性核素。铀系，钍系，锕系，镎系核衰变的类型21衰变公式：一个特定核素的每一个不稳定核，其衰变几率都相等，在总体上服从统计学规律单位时间内发