Ядерно-химический метод изучения механизмов реакций
(для решения требуется авторизация)
Источник: Олимпиада по химии им. И.П. Павлова
Бета-распад трития приводит к образованию изотопа гелия-3:
Причём следует иметь в виду, что после пропускания β-частицы из ядра заряд увеличивается на единицу, так как в ядре трития один нейтрон превращается в протон:
Соответственно, положительный заряд остаётся на дочернем ядре гелия-3. Если тритий будет входить в состав молекулы, то следует ожидать, что при βраспаде образуется изотоп гелия, который будет стремиться высвободиться из химического соединения, присоединив неподелённую пару электронов для бьперехода в атомарное состояние. При этом положительный заряд локализуется ьна оставшемся молекулярном фрагменте. Рассмотрим это на примере молекулы воды, однократно меченной тритием:
Такие необычные образования, как оксониевый катион OH+, называются промежуточными реакционноспособными частицами. Они характеризуются высочайшей реакционной способностью из-за дефицита электронной плотности. Такие частицы будут вступать в ион-молекулярные реакции прежде всего с молекулами, имеющими повышенную электронную плотность: ароматическими соединениями, эфирами, спиртами, непредельными, галогени азотсодержащими соединениями и т. д. (молекулами-мишенями или субстратами). Такая бета-распадная технология получения реакционноспособных частиц была разработана под руководством профессора В. Д. Нефёдова на кафедре радиохимии Ленинградского государственного университета в 1960-х годах и получила название «ядерно-химический метод генерирования промежуточных реакционноспособных частиц». В частности, если β-распад трития происходит в составе меченого метана, то будет генерироваться метильный катион — классический представитель карбониевых ионов, через стадию образования которых протекает 2/3 всех реакций в органической химии.
Ядерно-химический метод интересен тем, что позволяет изучать механизмы органических реакций и получать одностадийным синтезом меченые соединения желаемого состава и в любом агрегатном состоянии.
-
Запишите аналогичный процесс β-распада трития в составе однократно меченного метана.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Определите массу толуола, образующегося в стеклянной ампуле, содержащей 1 Кюри однократно меченного тритием метана (СН3Т) и 1 грамм бензола (С6Н6) за 1 месяц накопления продуктов ион-молекулярных реакций. Ответ выразите в мкг, округлите до десятых.
Примечание. Т1/2 трития = 12,1 года (период полураспада)
Атрития в метане = λN, где
A — число радиоактивных распадов в единицу времени (Кюри), 1 Кюри = 3,7∙1010 распадов/сек;
λ — постоянная распада трития (сек−1), λ = ln2 / T1/2;
N — количество радиоактивных атомов трития.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
