РАЗДЕЛЕНИЕ ИЗОТОПОВ В ПРИРОДЕ
— обусловлено различиями физико-хим.
свойств,
связанными с их массой и определяющими разные скорости их диффузии,
испарения и т. д. Термодинамические особенности изотопов
и их соединений несколько различаются,
чем объясняется их несколько отличное поведение при хим. реакциях.
Несмотря на очень малые величины таких различий,
многократное повторение изотопного фракционирования в длительно развивающихся природных процессах может привести к заметному перераспределению изотопов в их смесях-элементах.
Р. и. в п. обусловливает следующие процессы. 1. Реакции изотопного обмена при подвижных равновесных процессах,
т. е. соединения,
в составе которых участвует один и тот же элемент,
могут обмениваться изотопами этого элемента. В результате в одних соединениях избирательно накапливаются легкие изотопы,
а в других — тяжелые. Причина перераспределения изотопов связана с тем,
что величины изменения энергетических уровней атомов
в образующихся соединениях слегка различаются для разных изотопов и скорости прямой и обратной реакций оказываются для них неодинаковыми.
Коэф. разделения изотопов в обменных реакциях определяется условиями равновесия.
2. Хим. реакции при однонаправленных процессах; небольшие различия свойств изотопов определяют разные скорости,
с которыми изотопы и их соединения вступают в реакции,
что приводит к избирательному накоплению отдельных изотопов в продуктах реакций.
Почти всегда более активны легкие изотопы,
но есть реакции,
в которых активнее участвуют тяжелые изотопы. 3. Абсорбция и катионный обмен — для отдельных элементов доказано избирательное накопление легких или тяжелых изотопов при этих явлениях (напр.,
цеолиты захватывают преимущественно легкие изотопы Li и тяжелые изотопы K).
Возможно,
что пористые и глинистые п. способствуют фракционированию изотопов.
4. Диффузия газов и жидкостей через пористые массы г. п.— разделение изотопов в этих условиях может осуществляться вследствие относительно больших скоростей движения молекул,
обогащенных легкими изотопами. Разделение изотопов H,
O,
C,
N,
Cl и др. было осуществлено методами газовой диффузии. 5. Дифференциация вещества — при метаморфизме установлена возможность разделения изотопов некоторых элементов при миграции ионов или атомов сквозь кристаллические решетки м-лов (миграция изотопов Cu в сульфиде Ag).
Аналогичные явления могут быть причиной изотопного фракционирования при метам.
дифференциации вещества г. п. и руд. 6. Биогенные процессы — в результате жизнедеятельности некоторых организмов,
напр. сульфатредуцирующих бактерий,
избирательно накапливающих те или иные изотопы,
происходит заметное разделение изотопов ряда элементов,
что подтверждается сравнительным изучением изотопного состава элементов в м-лах и породах орг.
и неорг. происхождения. А. Д. Искандерова.
|
