Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΑΤΟΜΟ-ΙΣΟΤΟΠΑ- ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ. Γεωχρονολογήσεις2 Περιεχόμενα 1. Άτομο 2. Ισότοπα 3. Ραδιοχρονολόγηση.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΑΤΟΜΟ-ΙΣΟΤΟΠΑ- ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ. Γεωχρονολογήσεις2 Περιεχόμενα 1. Άτομο 2. Ισότοπα 3. Ραδιοχρονολόγηση."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΑΤΟΜΟ-ΙΣΟΤΟΠΑ- ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ

2 Γεωχρονολογήσεις2 Περιεχόμενα 1. Άτομο 2. Ισότοπα 3. Ραδιοχρονολόγηση

3 Γεωχρονολογήσεις3 ΑΤΟΜΟ Δομή ατόμου Ατομικός αριθμός Μαζικός αριθμός

4 Άτομο Ηλεκτρόνιο e Πρωτόνιο p + Νετρόνιο n Πυρήνας

5 Άτομο Το άτομο αποτελείται από ΦορτίοΜάζα  Πρωτόνια +1  Νετρόνια ουδέτερο1  Ηλεκτρόνια -αμελητέα Μάζα ατόμου Πρωτόνια + Νετρόνια + - Άτομο ηλεκτρικά ουδέτερο Πρωτόνια = Ηλεκτρόνια

6 Άτομο  Ατομικός αριθμός (Ζ) = Αριθμός πρωτονίων  Μαζικός αριθμός (Α) = Αριθμός πρωτονίων (Ζ) + Αριθμός νετρονίων (Ν)  A = Z + N Li Ατομικός αριθμός Z = Μαζικός αριθμός Α = 7 Αριθμός νετρονίων Ν = 4 Ατομικός αριθμός Z = 3

7 Άτομο  Ο ατομικός αριθμός χαρακτηρίζει το στοιχείο  Δείχνει τη θέση του στον περιοδικό πίνακα Li 7373

8 Γεωχρονολογήσεις8 ΙΣΟΤΟΠΑ 1. Ισότοπα 2. Ατομικό βάρος

9 Ισότοπα  Τα ισότοπα είναι άτομα του ίδιου στοιχείου που έχουν διαφορετικό μαζικό αριθμό (Α)  Διαφορετικός αριθμός νετρονίων Ν  Ίδιος ατομικός αριθμός Ζ (αριθμός πρωτονίων/ηλεκτρονίων)  Έχουν ίδιες χημικές ιδιότητες C 12 6 C Z 6 6N 8 12A 14 Ισότοπα άνθρακα p n

10 Ισότοπα  Τα ισότοπα ενός στοιχείου βρίσκονται στην ίδια θέση του περιοδικού πίνακα C 12 6 C

11 Ατομικό βάρος  Ατομικό βάρος ισοτόπου = Μαζικός αριθμός (Α)  Ατομικό βάρος 12 C = 12  Ατομικό βάρος 13 C = 13  Ατομικό βάρος 14 C = 14  Ατομικό βάρος C ?

12 Ατομικό βάρος  Ατομικό βάρος στοιχείου = Μέσος όρος μαζικών αριθμών των ισοτόπων του  Ατομικό βάρος C = 12,011 ΙσότοποΜαζικός αριθμός Αφθονία στη φύση Ατομικό βάρος άνθρακα C 12 C1298.9%12 0, ,011 = C13C131.1% 14C14C14Ίχνη

13 Γεωχρονολογήσεις13 ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ 1. Ιστορική αναδρομή 2. Ραδιενέργεια 3. Ραδιενεργές διασπάσεις 4. Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων 5. Ημιπερίοδος ζωής 6. Εξίσωση ραδιοχρονολόγησης

14 Γεωχρονολογήσεις14 Ιστορική αναδρομή Ακτίνες-Χ σε φωσφορίζοντα άλατα U K 2 UO 2 (SO 4 ) 2 ·2H 2 O Συννεφιασμένη μέρα Henri Becquerel (1896) Νόμπελ Φυσικής 1903

15 Γεωχρονολογήσεις15 Ιστορική αναδρομή Πρώτη ραδιοχρονολογήση πετρώματος (40 Ma) Διάσπαση ραδίου (σωματίδια α) Συγκέντρωση ηλίου (He) Απώλεια He Kelvin (20 Ma) Ernest Rutherford (1904) Νόμπελ Χημείας 1908

16 Γεωχρονολογήσεις16 Ιστορική αναδρομή 1911: Πρώτη ραδιοχρονολόγηση U-Pb (370 Μa) 1913: H ηλικία της Γης (1600 Ma) Ανακάλυψη ισοτόπων 4000 Ma Μετακίνηση ηπείρων – ρεύματα μεταφοράς Arthur Holmes

17 Ραδιενέργεια  Πολλά στοιχεία έχουν ισότοπα που είναι ασταθή  Οι πυρήνες τους διασπώνται σε άλλους με ελευθέρωση ενέργειας  Η διαδικασία ονομάζεται ραδιενέργεια

18 Ραδιενέργεια  Τα ραδιενεργά ισότοπα λέγονται μητρικά ενώ τα προκύπτοντα ισότοπα θυγατρικά  Ραδιενεργά ισότοπα σημαντικά στη γεωλογία 40 K, 87 Rb, 232 Th, 238 U, 235 U  40 K  40 Ar  87 Rb  87 Sr  238 U  206 Pb

19 Ραδιενέργεια  Κατά τη διάσπαση εκπέμπονται:  Σωματίδια α Πυρήνες ηλίου 4 2 He Σταματούν σε φύλλο χαρτιού  Σωματίδια β - Ηλεκτρόνια Σταματούν σε φύλλο αλουμινίου  Ακτινοβολία γ Ηλεκτρομαγνητική μειώνεται από παχύ στρώμα μολύβδου

20 Ραδιενεργές διασπάσεις  Οι συνηθισμένες διασπάσεις είναι  Διάσπαση με εκπομπή σωματιδίων α  Διάσπαση με εκπομπή σωματιδίων β  Σύλληψη ηλεκτρονίων

21 4 2 Ηe Διάσπαση με εκπομπή σωματιδίων α  Εκπέμπεται ένα σωματίδιο α ( 4 2 Ηe)  Ο ατομικός αριθμός (Ζ) ελαττώνεται κατά 2  Ο μαζικός αριθμός (Α) ελαττώνεται κατά U  Th + α + γ + ενέργεια Αρχικός μητρικός πυρήναςΘυγατρικός πυρήνας Ζ = -2 Α = -4 n p

22 β-β- Διάσπαση με εκπομπή σωματιδίων β  Εκπέμπεται ένα σωματίδιο β - (ηλεκτρόνιο)  Ο ατομικός αριθμός (Ζ) αυξάνεται κατά 1  Ο μαζικός αριθμός (Α) παραμένει ίδιος Rb  Sr + β - + ενέργεια Αρχικός μητρικός πυρήναςΘυγατρικός πυρήνας Ζ = +1 Α = ίδιος n p

23 e-e- Διάσπαση με σύλληψη ηλεκτρονίων  Συλλαμβάνεται ένα τροχιακό ηλεκτρόνιο από τον πυρήνα  Ο ατομικός αριθμός (Ζ) μειώνεται κατά 1  Ο μαζικός αριθμός (Α) παραμένει ίδιος K + e -  Ar + γ + ενέργεια Αρχικός μητρικός πυρήναςΘυγατρικός πυρήνας Ζ = -1 Α = ίδιος n p

24 Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων  Ο αριθμός των πυρήνων (dN) που διασπώνται στη μονάδα του χρόνου (dt) είναι ανάλογος του συνολικού αριθμού (Ν) των υπαρχόντων πυρήνων  λ = σταθερά διασπάσεως του στοιχείου  Είναι χαρακτηριστική για κάθε στοιχείο  πχ. για το Ra (λ=0, ανά χρόνο)  Δηλώνει την πιθανότητα να διασπαστεί ένας πυρήνας στη μονάδα του χρόνου  Στα άτομα Ra, διασπώνται 4273 ανά χρόνο -dN/dt = λ·Ν

25 Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων -ln N = λt + C ln N: λογάριθμος του Ν με βάση το e C: σταθερά t=0: N=N o C = -ln N o -ln N = λt - ln N o  -ln N - ln N o = -λt  ln N/N o = -λt  N/N o = e -λt  N = N o e -λt  

26 Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων  N: αριθμός των πυρήνων που παραμένουν μετά από χρόνο t  N o = ο αριθμός των αρχικών πυρήνων σε χρόνο t=0 Ν = Ν ο e -λt

27 Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων  Το στοιχείο Ν διασπάται στο θυγατρικό D  D*: ο αριθμός των θυγατρικών πυρήνων μετά από χρόνο t που προκύπτουν από τη διάσπαση του μητρικού Ν, του οποίου οι αρχικοί πυρήνες σε χρόνο t=0 είναι Ν ο  D* = N o - N   D* = N o – N o e -λt   D* = N o (1 - e -λt )  Δεν έχουμε απώλεια ή προσθήκη μητρικού ή θυγατρικού

28 Ημιπερίοδος ζωής  Ημιπερίοδος ζωής Τ είναι ο χρόνος που απαιτείται για να διασπαστούν οι μισοί από τους αρχικούς πυρήνες ενός ραδιενεργού ισοτόπου  Για κάθε ισότοπο είναι σταθερή και δεν επηρεάζεται από κανένα χημικό ή φυσικό παράγοντα  Σταθερά διασπάσεως λ = 0,693/Τ  N = N o e -λt  N/N o = e -λt   Για την ημιπερίοδο ζωής Τ  N/N o = 1/2  1/2 = e -λT  ln(1/2) = -λΤ  -0,693 = -λΤ  λ = 0,693/Τ

29 Ημιπερίοδος ζωής Αριθμός πυρήνων % Ημιπερίοδοι ζωής Μητρικοί πυρήνες Ν Θυγατρικοί πυρήνες D* 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 Ν = Ν ο · e -λt Ναριθμός αδιάσπαστων πυρήνων σε χρόνο t Ν o αρχικός αριθμός πυρήνων λσταθερά διασπάσεως (αντίστροφη της ημιπεριόδου ζωής)

30 Ημιπερίοδος ζωής

31 Ισότοπα που χρησιμοποιούνται στις ραδιοχρονολογήσεις Ραδιενεργό στοιχείο Σταθερό ισότοπο (προϊόν διάσπασης) Ημιπεριόδος ζωής (εκατ. χρόνια Ma) Ουράνιο UΜόλυβδος Pb4.500 Ma Ουράνιο UΜόλυβδος Pb713 Ma Θόριο ThΜόλυβδος Pb Ma Ρουβίδιο RbΣτρόντιο Sr Ma Κάλιο KΑργό Ar1.300 Ma

32 Εξίσωση ραδιοχρονολόγησης D* = N o - N και Ν = Ν ο e -λt D* = Ne λt - Ν  D* = Ν(e λt - 1) D = D o + D* D: ο συνολικός αριθμός θυγατρικών πυρήνων στο σύστημα D o : ο αρχικός αριθμός θυγατρικών πυρήνων (t=0) D = D ο + N(e λt - 1) Μετριούνται αναλυτικάΥπολογίζεται ή εκτιμάται Άγνωστο

33 Εξίσωση ραδιοχρονολόγησης Προϋποθέσεις Δεν έχουμε απώλεια ή προσθήκη είτε μητρικού είτε θυγατρικού ισοτόπου (το σύστημα παραμένει κλειστό) Οι μετρήσεις των D και Ν είναι ακριβείς και αντιπροσωπευτικές του πετρώματος ή του ορυκτού Ο υπολογισμός του D o είναι ρεαλιστικός Η σταθερά διασπάσεως λ είναι γνωστή με ακρίβεια D = D ο + N(e λt - 1)

34 Εξίσωση ραδιοχρονολόγησης D = D ο + N(e λt - 1) = e λt - 1 D - D o N D - D o N [ + 1 ] 1λ1λ t = ln


Κατέβασμα ppt "ΑΤΟΜΟ-ΙΣΟΤΟΠΑ- ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ. Γεωχρονολογήσεις2 Περιεχόμενα 1. Άτομο 2. Ισότοπα 3. Ραδιοχρονολόγηση."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google