L'energia d'enllaç del nucli atòmic: Fórmula, i la definició de valor

Cadascun dels nuclis atòmics absolutament qualsevol substància química es compon d'un conjunt específic de protons i neutrons. Ells es mantenen unides pel fet que les partícules presenten dins de l'energia d'enllaç del nucli atòmic.

Un tret característic de les forces nuclears d'atracció és la seva molt alta potència per a una distància relativament petita (al voltant de 10 ^-13 cm). Amb l'augment de la distància entre les partícules i la força d'atracció es debiliten en l'àtom.

Discurs sobre l'energia d'enllaç en el nucli

Si imaginem que hi ha una manera de separar una a una des del nucli, protons i neutrons d'un àtom, i col·locar-los a una distància tal que l'energia d'enllaç del nucli atòmic va deixar de funcionar, ha de ser un treball molt dur. Per tal d'extreure el nucli dels seus constituents atòmics, cal tractar de superar les forces intra-atòmics. Aquests esforços sortir per separar l'àtom de nucleons que conté el mateix. Per tant és possible jutjar que l'energia del nucli atòmic és menor que l'energia de les partícules que el componen.

És igual a la massa de la massa de partícula subatòmica de l'àtom?

El 1919, els investigadors van aprendre a mesurar la massa del nucli atòmic. Molt sovint es "pesat" per mitjà de dispositius tècnics especials, que són anomenats espectròmetres de masses. El principi de funcionament d'aquests dispositius és que, en comparació de les característiques del moviment de les partícules amb diferents masses. A més, aquestes partícules tenen la mateixa càrrega elèctrica. Els càlculs mostren que aquelles partícules que tenen diferents índexs de massa que es mou al llarg de diferents trajectòries.

Els científics moderns han trobat amb gran precisió les masses de tots els nuclis i els seus constituents protons i neutrons. Si comparem el pes d'un gra específic amb la suma de les masses de les partícules contingudes en ella, resulta que en cada cas la massa del nucli és més gran que la massa dels protons i neutrons individuals. Aquesta diferència d'aproximadament 1% per a cada producte químic. Per tant, es pot concloure que l'energia d'enllaç del nucli atòmic - és d'1% de l'energia de la seva pau.

Les propietats de les forces nuclears

Els neutrons que es troben dins del nucli, es repel·leixen entre si per forces de Coulomb. Però al mateix àtom de no enfonsar-se. Això és facilitat per la presència de les forces d'atracció entre les partícules en l'àtom. Aquestes forces, que són d'una naturalesa que és diferent de la potència, anomenats nuclear. I la interacció dels neutrons i protons anomenada interacció forta.

En poques paraules, les propietats de les forces nuclears són els següents:

• Aquesta independència de càrrega;
• efectuar només en distàncies curtes;
• i la saturació, que s'entén retenció prop els uns dels altres només un cert nombre de nucleons.

D'acord amb la llei de conservació de l'energia, en moments en què es connecten les partícules nuclears, hi ha un alliberament d'energia en forma de radiació.

L'energia d'enllaç dels nuclis atòmics: la fórmula

Per als càlculs esmentats utilitzant una fórmula comuna:

I _{b = (Z · m p + (} AZ) · m n -M _i) · c²

Aquí E virtut _d'unió es refereix a l'energia d'enllaç del nucli; c - velocitat de la llum; Z és el nombre de protons; (AZ) - el nombre de neutrons; m _p indica la massa d'un protó; i m _n - massa del neutró. M _i és el pes del nucli atòmic.

L'energia interna dels nuclis de diverses substàncies

Per determinar l'energia de la unió nuclear, que s'utilitza la mateixa fórmula. Calculat per la fórmula energia d'enllaç com s'indica anteriorment, no és més d'1% de l'energia total de l'àtom o energia en repòs. No obstant això, en un examen més resulta que aquest nombre és bastant varia en la transició d'una substància a una altra. Si voleu determinar els seus valors exactes, seran particularment diferent dels anomenats nuclis lleugers.

Per exemple, l'energia d'enllaç en l'àtom d'hidrogen és zero, perquè només hi ha un protó. L'energia d'enllaç dels nuclis d'heli serà 0,74%. Al nucli d'una substància anomenada triti, aquest nombre serà igual a 0,27%. En oxigen - 0,85%. Al nucli, que està a uns seixanta nucleons d'energia d'enllaç atòmic seria del voltant de 0,92%. Per als nuclis amb major pes, aquest nombre disminuirà gradualment a 0,78%.

Per determinar l'energia d'unió nuclear d'heli, triti, oxigen, o qualsevol altra substància utilitzada la mateixa fórmula.

Tipus de protons i neutrons

Les principals causes d'aquestes diferències poden explicar-se. Els investigadors van trobar que tots els nucleons, que estan continguts dins el nucli, es divideixen en dues categories: la superfície i interior. nucleons interns - són aquelles que estan envoltats per altres protons i els neutrons des de totes bandes. La superfície està envoltat per ells només des de l'interior.

L'energia d'enllaç del nucli atòmic - una força que s'expressa més en els nucleons interns. Una cosa de manera similar, i es produeix quan la tensió superficial dels diversos líquids.

Quants nucleons en un nucli es col·loca

Es va trobar que el nombre de nucleons interns particularment baixos en els anomenats nuclis lleugers. I els que pertanyen a la categoria de la llum, la quasi totalitat dels nucleons són considerats com superficial. Es creu que l'energia d'enllaç del nucli atòmic - és la quantitat que necessita per créixer amb el nombre de protons i neutrons. Però fins i tot aquest creixement no pot continuar indefinidament. Quan un cert nombre de nucleons - i és de 50 a 60 - entra en efecte és una altra força - la seva repulsió elèctrica. Passa fins i tot amb independència que l'energia d'enllaç en el nucli.

L'energia d'enllaç del nucli atòmic en diferents materials utilitzats pels científics per tal d'alliberar energia nuclear.

Molts científics estan sempre interessats en la pregunta: d'on ve l'energia quan els nuclis lleugers es fonen en més pesat? De fet, aquesta situació és similar a la fissió atòmica. En el procés de fusió de nuclis lleugers, tal com succeeix en l'escissió de nuclis pesants sempre format un tipus més fort. "Obtenir" de nuclis lleugers tots els nucleons es troben en ells, han de gastar menys energia que la que es destaca quan es combinen. La declaració contrari també és cert. De fet, la síntesi d'energia que cau en una unitat específica de la massa, pot ser l'energia de fissió més específic.

Els científics han estudiat els processos de fissió

El procés de la fissió nuclear va ser descobert pels científics Hahn i Shtrasmanom el 1938 any. Dins de les parets de la Universitat de Berlín dels investigadors químics va descobrir que en el procés de bombardeig de neutrons d'urani altre, es converteix en elements més lleugers, de peu al mig de la taula periòdica.

Una gran contribució al desenvolupament d'aquest camp del coneixement ha fet i Liza Meytner, la Gang, una vegada que es proposa estudiar la radioactivitat junts. Hahn Meitner va permetre treballar només amb la condició que durà a terme la recerca en el soterrani i mai va a pujar als pisos superiors, la qual cosa era un fet de discriminació. No obstant això, això no va impedir que per aconseguir avenços significatius en els estudis del nucli atòmic.