Odgovarajuće mase u amu protona, neutrona i nckel-60 atoma su 1.00728, 1.00867 i 59.9308. Koji je defekt mase nikla-60 atoma u g?

Odgovor:

#Deltam = 9.1409 * 10 ^ (- 25) "g" #

Obrazloženje:

Tražite defekt mase, # Deltam #, koji je definiran kao razlika koji postoji između atomske mase jezgre i ukupna masa nukleona, tj. njegovih protona i neutrona.

Ideja je da je energija to je oslobođen kada se formira jezgra, hoće smanjenje njezinu masu opisuje poznata jednadžba Alberta Einsteina #E = m * c ^ 2 #.

U tom smislu, može se reći da će stvarna masa jezgre uvijek biti niži nego dodana masa nukleona.

Vaš cilj je da shvatite ukupna masa protona i neutrona koji čine nukleus-60 i oduzimaju ga od poznate atomske mase jezgre.

Uzmite periodni sustav i potražite ga nikl, # "Ni" #, Naći ćete element koji se nalazi u razdoblju 4, skupina 10. Nikl ima atomski broj, # Z #, jednak #28#, što znači da njezina jezgra sadrži #28# protoni.

Izotop nikla-60 ima a maseni broj, # S #, jednak #60#, što znači da njezina jezgra također sadrži

#A = Z + "broj neutrona" #

# "broj neutrona" = 60 - 28 = "32 neutrona" #

Dakle, ukupna masa protoni bit će

#m_ "protona" = 28 xx "1.00728 u" = "28.20384 u" #

Ukupna masa neutroni bit će

#m_ "neutroni" = 32 xx "1.00867 u" = "32.27744 u" #

ukupna masa nukleona

#m_ "ukupno" = m_ "protona" + m_ "neutrona" #

#m_ "total" = "28.20384 u" + "32.27744 u" = "60.48128 u" #

Kvar mase će biti jednak

#Deltam = m_ "ukupno" - m_ "stvarni" #

#Deltam = "60.48128 u" - "59.9308 u" = "0.55048 u" #

Sada, izraziti ovo u grama, upotrijebite definiciju jedinstvene atomske jedinice mase, # "U" #, koji je

#color (purple) (| bar (ul (boja (bijela) (a / a) boja (crna) ("1 u" = 1.660539 * 10 ^ (- 24) "g () boja (bijela) (a / a) |))) #

U vašem slučaju, imat ćete

# 0.55048 boja (crvena) (poništi (boja (crna) ("u"))) * (1.660539 * 10 ^ (- 24) "g") / (1 boja (crvena) (poništi (boja (crna) ("u" ")))) = boja (zelena) (| bar (ul (boja (bijela) (a / a) boja (crna) (9.1409 * 10 ^ (- 25)" g)) (bijela) (a / a)) |))) #

Odgovor:

Kvar je masa # 9.141xx10 ^ {- 25} "g / atom" #.

Obrazloženje:

Masovni defekt je količina mase koja se gubi kada se protoni i neutroni udruže u jezgru. Protoni i neutroni postaju vezani jedni za druge, a energija vezanja koja se oslobađa pojavljuje se kao masa izgubljena zbog odnosa # E = mc ^ 2 #, Dakle, kada govorimo o masovnom defektu mi zapravo mislimo na energiju vezanja.

Nikal-60 ima maseni broj 60 i atomski broj 28, tako da su 28 protona i 32 neutrona vezana zajedno. Masa gei čestica je dana:

# (28xx1.00728) + (32xx1.00867) = 60,48128 "g / mol" #

Usporedite to s danom atomskom masom nikla-60 # = 59.9308 "g / mol" #, Uzmi didference i okrugli na više od #0.0001# odgovarajući točnosti nuklearne atomske mase:

Maseni defekt = # 60.48128-59.9308 = 0.5505 "g / mol" #

Zabilježite jedinice. Za dobivanje grama po atom podijeliti s Avogadrovim brojem:

# {0.5505 "g / mol"} / {6.022xx10 ^ {23} "atom / mol"} = 9.141xx10 ^ {- 25} "g / atom" #.

Vratite se na molarnu osnovu i vidite koliko je energije u njoj # "J / mol" #, Jedan je džul # 1000 "g" # masovna vremena # 1 "m / s" ^ 2 # vremena ubrzanja # 1 "m" # udaljenost:

# E = mc ^ 2 = {0.5505 "g / mol" xx (299792458 "m / s") ^ 2xx1 "J"} / {1000 "gm" ^ 2 / "s" ^ 2} = 4.948xx10 ^ {13 } "J / mol" #

To je strahovito veće od energetskih promjena povezanih s kemijskim reakcijama. To pokazuje potencijalnu snagu nuklearne sile i procese koji se na njoj temelje.