Вид с высоты

Элемент / Атомный номер

Технеций … 43

Прометий … 61

Полоний … 84

Астатин … 85

Радон … 86

Франций … 87

Радий … 88

Актиний … 89

Протактиний … 91

Нептуний … 93

Плутоний … 94

Америций … 95

Кюрий … 96

Берклий … 97

Калифорний … 98

Эйнштейний … 99

Фермий … 100

Менделеевий … 101

Нобелий … 102

Лоуренсий … 103

Заметьте, что все эти элементы, кроме двух, стоят в самом конце известного перечня элементов и имеют атомные номера от 84 до 103. Здесь не хватает только двух элементов, а именно элемента с атомным номером 90 (торий) и с номером 92 (уран); оба номера, как видите, четные. С другой стороны, в начале нашей таблицы приведены два элемента с нечетными атомными номерами — 43 (технеций) и 61 (прометий). Остальные 83 элемента обладают по крайней мере одним стабильным или полустабильным изотопом и поэтому встречаются на Земле в достаточном количестве. (Нет таких стабильных или полустабильных изотопов, которые бы не встречались в природе в достаточном количестве.) Некоторые из этих элементов обладают только одним таким изотопом, другие — двумя, тремя и даже большим числом.

Мне кажется весьма странным, что, хотя во всех учебниках химии, которые я когда-либо читал, всегда перечисляются элементы, ни в одном из них не дается систематизированного перечисления изотопов.

Например, я никогда не встречал полного перечня всех тех элементов, которые обладают только одним стабильным или полустабильным изотопом. Дабы заполнить этот пробел, привожу здесь такой перечень (звездочками здесь и в последующих таблицах помечены полустабильные изотопы).

Элемент / Протон/нейтрон

Бериллий … 4/5

Фтор … 9/10

Натрий … 11/12

Алюминий … 13/14

Фосфор … 15/16

Скандий … 21/24

Марганец … 25/30

Кобальт … 27/32

Мышьяк … 33/42

Иттрий … 39/50

Ниобий … 41/52

Родий … 45/58

Йод … 53/74

Цезий … 55/78

Празеодим … 59/82

Тербий … 65/94

Гольмий … 67/98

Тулий … 69/100

Золото … 79/118

Висмут … 83/126

Торий … 90/142*

Имеется 21 элемент с одним стабильным или полустабильным изотопом, и заметьте, что во всех случаях, кроме двух (бериллий и торий — первый и последний в списке), одиночные изотопы имеют нечетное число протонов в ядре и четное число нейтронов. Назовем их изотопами «нечет/чет».

Теперь давайте перечислим элементы, которые обладают двумя стабильными или полустабильными изотопами.

Элемент / Протон/нейтроны

Водород … 1/0, 1

Гелий … 2/1, 2

Литий … 3/3, 4

Бор … 5/5, 6

Углерод … 6/6, 7

Азот … 7/7, 8

Хлор … 17/18, 20

Ванадий … 23/27*, 28

Медь … 29/34, 36

Галлий … 31/38, 40

Бром … 35/44, 46

Рубидий … 37/48, 50*

Серебро … 47/60, 62

Индий … 49/64, 66*

Сурьма … 51/70, 72

Лантан … 57/61*, 62

Европий … 63/88, 90

Лютеций … 71/104, 105*

Тантал … 73/107*, 108

Рений … 75/110, 112*

Иридий … 77/114, 116

Таллий … 81/122, 124

Уран … 92/143*, 145*

Как видите, таких элементов 23, из них 20 обладают нечетным числом протонов.

Если вы взглянете на эти таблицы, то увидите, что из 52 известных элементов с нечетными атомными номерами 12 не обладают стабильными или полустабильными изотопами, 19 обладают только одним стабильным или полустабильным изотопом и 20 — только двумя. Всего получается 51 элемент.

Есть один-единственный элемент с нечетным атомным номером, который нами еще не упоминался; и если вы просмотрите список, то установите, что пропущенный элемент имеет атомный номер 19 — это калий. У него три стабильных или полустабильных изотопа. Привожу его данные отдельно, не занося в таблицу: калий-19, 20, 21*, 22. (Напоминаю: звездочка у числа нейтронов означает, что это полустабильный изотоп.)

На 10 000 атомов калия приходится всего лишь 1 атом полустабильного калия-19/21* (самого легкого из всех полустабильных изотопов), так что этот элемент едва ли имеет больше двух изотопов.

Пятьдесят два элемента с нечетными атомными номерами имеют 62 различных (перечисленных нами) стабильных и полустабильных изотопа. Из них 53 имеют четное число нейтронов, и поэтому существует всего 53 стабильных и полустабильных изотопа «нечет/чет». 53 изотопа можно разделить на 50 стабильных и 3 полустабильных (рубидий-37/50*, индий-49/66* и рений-75/112*).