Dokładniejsze zbadanie promieni wysyłanych przez pierwiastki promieniotwórcze pozwoliło stwierdzić, że są one trojakiego rodzaju. Rodzaje te oznacza się jako promienie u, j), 7. Różnią się one od siebie przede wszystkim swoim zachowaniem w polu magnetycznym i elektrycznym. Promienie 7 nie ulegają ugięciu pozostałe zaś dwa rodzaje są odchylane w dwu przeciwnych kierunkach, przy czym promienie znacznie silniej niż promienie «. Z innych własności promieni 7, m. im z szybkości ich rozchodzenia się w próżni (3 1010 cm/sek), okazało się następnie, że są one rodzajem promieniowania elektromagnetycznego, a więc co do swej natury identyczne z promieniami Hertza, promieniami cieplnymi, świetlnymi, nadfiołkowymi oraz niedługo przedtem odkrytymi przez Róntgena promieniami X. Od tamtych rodzajów promieniowania elektromagnetycznego promienie 7 różnią się nierównie większą częstotliwością drgań, a więc mniejszą długością fali. Długość ta jest dla promieni 7 rzędu 108—10_!i cm wówczas, gdy dla promieni X jest ona przeciętnie 100 razy większa, a dla promieni światła widzialnego wynosi 4-10-a—8 10″3 cm. Dzięki tej małej długości fali promienie 7 są jeszcze „twardsze” od najtwardszych promieni X, tzn. są bardziej od nich przenikliwe i trudniej ulegają załamaniu i ugięciu.

Rozpad naturalnych pierwiastków promieniotwórczych jest procesem samorzutnym, którego szybkość i kierunek przebiegu są niezależne od jakiejkolwiek ingerencji człowieka. Chociaż więc zachodzi tu przemiana jednego pierwiastka w drugi, nie jest to jeszcze transmutacja pierwiastków, kierowana przez świadomą wolę ludzką, która stanowiła nieosiągalny cel wysiłków alchemików średniowiecza. O możliwości sztucznego przekształcania jednego pierwiastka w drugi przekonał się po raz pierwszy Rutherford (1919), badając w komorze Wilsona (§68) tory cząstek wysyłanych przez ThC w czystym azocie (rys. 84). Obok licznych normalnych torów o przebiegu prostoliniowym zauważył on w bardzo niewielu przypadkach rozszczepienie pojedynczych torów na dwa, z których jeden wykazywał zasiąg znacznie większy niż użyte promieniowanie oc. Analiza matematyczna otrzymanego zdjęcia doprowadziła do wniosku, że ten ślad o dużym zasięgu wywołany został przez jądro atomu wodorowego, czyli proton. Rutherford przyjął, że proton ten został wytrącony z jądra azotu wskutek zderzenia z cząstką a (jądrem helu). Pozostałe części zderzających się jąder tworzą jądro tlenu 17o.

Znacznie częściej otrzymuje się jednak roztwory koloidowe z układów jednolitych drogą łączenia poszczególnych cząsteczek substancji rozproszonej w większe zespoły (metody kondensacyjne). Najczęściej wykorzystuje się do tego celu reakcje chemiczne, w wyniku których powstają substancje trudno rozpuszczalne w danym ośrodku w postaci subtelnie rozdrobnionego osadu. Koloidowe roztwory metali szlachetnych, jak złota, platyny, srebra, można otrzymać np, redukując ich rozpuszczalne sole fosforem w roztworze eterowym, wodorem in statu nas- cendi, solami hydrazyny itp. W wyniku powolnego utleniania wodnego roztworu siarkowodoru tlenem powietrza powstaje subtelna zawiesina siarki w wodzie (§ 143). Hydroliza soli niektórych metali, jak chromu, zelaza, glinu, których tlenki mają charakter bardzo słabych zasad, prowadzi do powstawania koloidowych roztworów tych tlenków. Zole trudno rozpuszczalnych soli otrzymuje się zwykle na drodze odpowiednich reakcji wymiany podwójnej. Działając np. gazowym siarkowodorem na rozcieńczone roztwory tlenku arsenawego, otrzymuje się siarczek arsenawy nie w postaci wyraźnego osadu, lecz w roztworze koloidowym (§ 205). W podobny sposób otrzymuje się też koloidowe roztwory innych siarczków. ‘ roztwór koloidowy

P że temperatura wrzenia roztworu T jest wyższa niż czystego rozpuszczalnika T0. Dla roztworów rozcieńczonych, jak wykazuje doświadczenie, podwyższenie temperatury wrzenia JT jest również wprost proporcjonalne do liczby gramocząsteczek substancji rozpuszczonych w określonej masie rozpuszczalnika i nie zależy od rodzaju tej substancji: Jiiizwa rozpuszczalnika Wzór Stała ©bulionie tryczna Temperatura wrzenia.

Pierwiastki rodzin pobocznych mają wszystkie na najwyższym poziomie niewielką liczbę (jeden lub dwa) elektronów. Stąd wynika ich charakter elektrododatni oraz częste podobieństwo pomiędzy pierwiastkami z różnych grup, zwłaszcza gdy występują one z jednakową wartościowością. W strukturze powłok elektronowych atomów pierwiastków należących do różnych rodzin tej samej grupy występują znaczne różnice, szczególnie w grupach wyższych. U pierwiastków rodzin pobocznych grup I i II przedostatni poziom ma całkowicie zapełnione podpoziomy s, p i d (razem 18 elektronów, por. tabl. 17), podczas gdy w ro- dżinach głównych tych grup zawiera on tylko 8 elektronów na podpozio- mach s i p. W grupach III—VIII pierwiastki rodzin pobocznych mają tylko częściowo zapełniony podpoziom d przedostatniego poziomu. Dlatego określa się je często jako pierwiastki „przejściowe”. Tak np. w grupie V pierwiastki rodziny głównej (azotowce) mają na najwyższym poziomie układ elektronów s2p-\ na przedostatnim zaś — s2pü lub s2p6d10. Natomiast układ elektronów najwyższych dwóch poziomów w atomie wanadu, należącego do pobocznej rodziny tej grupy, może być przedstawiony przez schemat: 3s2pBd‘4s2. Jednakże różnica podpoziomów energetycznych 3d i 4p jest tak niewielka, że przez nieznaczne pobudzenie nastąpić może przeskok jednego lub kilku elektronów d na wolne miejsca wyższego podpoziomu p. Gdy na skutek pobudzenia wszystkie elektrony d znajdą się na podpoziomie p ostatniego poziomu, wanad wykazuje zachowanie chemiczne zbliżone do pierwiastków rodziny głównej, W podobny sposób można też wyjaśnić zmienność wartościowości innych pierwiastków przejściowych oraz pierwiastków z rodziny miedziowców.

Rozpad danego pierwiastka promieniotwórczego odbywa się z szybkością zależną od ilości jego w badanym preparacie. Inne czynniki natomiast, jak temperatura, ciśnienie, naświetlanie, pole magnetyczne lub elektryczne itp., a także rodzaj połączenia chemicznego, w jakim się pierwiastek znajduje, pozostają bez najmniejszego wpływu. Stała szybkość rozpadu jest wielkością charakterystyczną dla danego rodzaju atomów. Zwykle jednak zamiast tej stałej podawany jest tzw. okres półtrwania (okres połowicznego rozpadu) pierwiastka promieniotwórczego, tzn. czas, w ciągu którego ilość pierwiastka w badanym preparacie zmniejsza się do połowy ilości początkowej.

Promień pierwotny równoległy do osi 2 monokryształu film-próbka 52 mm zewnętrznej następuje takie rozszczepienie promienia na wiązkę przechodzącą i odbitą. Poszczególne wiązki odbite od różnych płaszczyzn interferują ze sobą. Wzajemne ich wzmocnienie może nastąpić tylko wtedy, gdy różnica drogi promieni interferujących równa jest całkowi- tej wielokrotności długości fali. Z rysunku 72 można odczytać, że różnica drogi dwu wiązek odbitych na sąsiednich płaszczyznach sieci przestrzennej wynosi:

Stała h mająca wymiar działania (erg sek) nosi nazwę stałej Plancka lub też kwantu działania. Jej wartość liczbowa wynosi 6,624 10—27 erg sek.

Tlen i wodór tworzą oprócz wody jeszcze inny związek, w którym na 1 część wodoru przypada 16 części tlenu, a więc dwukrotnie więcej niż w wodzie. Że zaś ciężar cząsteczkowy tego związku został oznaczony na 34, należy mu przypisać wzór H2O2. Związek ten nosi nazwę nadtlenku wodoru.

Występowanie izotopów wśród pierwiastków promieniotwórczych nasunęło Soddy’emu (1911) myśl, że również i pierwiastki nieczynne radioaktywnie mogą stanowić mieszaniny atomów o różnej masie. Doświadczalnie oznaczony za pomocą odpowiednich reakcji chemicznych lub też metod fizycznych ciężar atomowy nie miałby więc charakteru fundamentalnej stałej fizykochemicznej dla danego pierwiastka, za jaką go przyjmował Mendelejew (§ 74), a przedstawiałby jedynie wypadkową wartość średnią ciężarów różnych atomów, zależną od ich stosunku ilościowego w mieszaninie. Fakt, że oznaczenie ciężaru atomowego na preparatach badanego pierwiastka różnego pochodzenia dawało zawsze wyniki zgodne w granicach błędu doświadczenia, nie jest decydującym argumentem przeciwko istnieniu izotopów. Jeśli bowiem zmieszanie izotopów nastąpiło przed zestaleniem się skorupy ziemskiej, to wobec identyczności ich własności chemicznych i wynikającej stąd niemożności ponownego ich rozdziału na drodze chemicznej, atomy o różnych masach wchodzą w skład mieszaniny zawsze w tej samej proporcji i dają zawsze ten sam średni ciężar atomowy.

Nowa definicja kwasów i zasad, która może być zastosowana również do wielu roztworów niewodnych, została podana przez B r ó n- steda (1922). W myśl tej definicji kwasy są to substancje, których cząsteczki zdolne są do odszczepienia jonów H+, zasady zaś — substancje mogące przyłączać te jony. Jest przy tym obojętne, czy cząsteczki odszczepiające lub przyłączające jony wodorowe mają już ładunek elektryczny, czy też nie.

Pomiędzy opisanymi powyżej skrajnymi typami skwantowania kwantykuł występować mogą typy pośrednie, w których wiązania są mniej lub bardziej spolaryzowane. Stopień polaryzacji p określony jest przez stosunek: p = fije.r, (IX,2) gdzie f.t oznacza rzeczywisty moment dipolowy wiązania, e — ładunek swobodnych jonów, r — odległość ich jąder w cząsteczce. Stopień polaryzacji wiązania przyjmować może wartości od 0 do 1, zależnie od zdolności polaryzującej jonów oraz ich podatności do deformacji (por. § 88).

Jako gaz bardzo lekki, wodór służył do niedawna do wypełniania balonów i sterowców. Ma on jednak pewne wady. Po pierwsze, bar dzo łatwo dyfunduje i uchodzi przez najmniejsze nawet otwory, tak iż powłoki balonów napełnianych wodorem musiały być szczególnie starannie uszczelniane. Po wtóre — i to zdecydowało o tym, że stosowanie

Układ złożony z protonu i elektronu (atom wodorowy) ma pewien zasób energii wewnętrznej. Na energię tę składa się z jednej strony energia potencjalna Ep, pochodząca od działania sił elektrostatycznych pomiędzy obu składnikami atomu, z drugiej zaś — energia kinetyczna Ek obiegu elektronu dokoła jądra po jednej z orbit stacjonarnych. Energia potencjalna wyraża się wzorem Ep = — e2/r lub uwzględniając wartość r z równania (VIII,5), wzorem: