Odpowiednie masy w amu protonu, neutronu i atomu nckel-60 wynoszą 1,00728, 1,00867 i 59,9308. Jaki jest defekt masy atomu niklu-60 wg?

Odpowiedź:

#Deltam = 9.1409 * 10 ^ (- 25) „g” #

Wyjaśnienie:

Szukasz wada masy, # Deltam #, który jest zdefiniowany jako różnica który istnieje między masą atomową jądra a masą masa całkowita jego nukleonów, tj. jego protonów i neutronów.

Chodzi o to, że energia to jest wydany kiedy powstanie jądro będzie zmniejszać jego masa opisana przez słynne równanie Alberta Einsteina #E = m * c ^ 2 #.

W związku z tym można powiedzieć, że rzeczywista masa jądra zawsze będzie niższy niż dodana masa jej nukleonów.

Twoim celem jest rozgryzienie masa całkowita protonów i neutronów, które tworzą jądro niklu-60 i odejmują je od znanej masy atomowej jądra.

Chwyć układ okresowy i szukaj nikiel, # „Ni” #. Znajdziesz element znajdujący się w okresie 4, grupa 10. Nikiel ma Liczba atomowa, # Z #, równy #28#, co oznacza, że zawiera jądro #28# protony.

Izotop niklu-60 ma Liczba masowa, #ZA#, równy #60#, co oznacza, że zawiera jądro

#A = Z + „liczba neutronów” #

# „liczba neutronów” = 60–28 = „32 neutrony” #

Tak więc całkowita masa protony będzie

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

Całkowita masa neutrony będzie

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

The masa całkowita Jądra będą

#m_ "total" = m_ "protony" + m_ "neutrony" #

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

Wada masy będzie równa

#Deltam = m_ „total” - m_ „actual” #

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

Teraz, aby to wyrazić gramy, użyj definicji zunifikowanej jednostki masy atomowej, # "u" #, który jest

#color (fioletowy) (| bar (ul (kolor (biały) (a / a) kolor (czarny) („1 u” = 1,660539 * 10 ^ (- 24) „g”) kolor (biały) (a / a) |))) #

W twoim przypadku będziesz

# 0.55048 kolor (czerwony) (anuluj (kolor (czarny) ("u")))) * (1.660539 * 10 ^ (- 24) "g") / (1 kolor (czerwony) (anuluj (kolor (czarny) ("u ")))) = kolor (zielony) (| bar (ul (kolor (biały) (a / a) kolor (czarny) (9.1409 * 10 ^ (- 25)" g ") kolor (biały) (a / a) |))) #

Odpowiedź:

Wada masy jest # 9.141xx10 ^ {- 25} "g / atom" #.

Wyjaśnienie:

Defekt masy to ilość masy, która jest tracona, gdy protony i neutrony łączą się tworząc jądro. Protony i neutrony stają się powiązane ze sobą, a uwolniona energia wiązania pojawia się, gdy masa jest tracona z powodu relacji # E = mc ^ 2 #. Więc kiedy mówimy o masowym defekcie, naprawdę mamy na myśli energię wiązania.

Nickel-60 ma liczbę masową 60 i liczbę atomową 28, zatem 28 protonów i 32 neutronów jest związanych razem. Masę cząstek gęsi podaje:

# (28xx1.00728) + (32xx1.00867) = 60.48128 „g / mol” #

Porównaj to z podaną masą atomową niklu-60 # = 59.9308 "g / mol" #. Weź podsumowanie i zaokrąglij do wielokrotności #0.0001# pasujące do podanej dokładności atomowej masy atomowej:

Defekt masy = # 60.48128-59.9308 = 0.5505 "g / mol" #

Zanotuj jednostki. Aby uzyskać gramy za atom podzielić przez liczbę Avogadro:

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

Wróć do podstawy molowej i zobacz, ile energii jest w tym # "J / mol" #. Jeden dżul to # 1000 „g” # czasy masowe # 1 "m / s" ^ 2 # czasy przyspieszenia # 1 „m” # dystans:

# E = mc ^ 2 = {0,5505 "g / mol" xx (299792458 "m / s") ^ 2xx1 "J"} / {1000 "gm" ^ 2 / "s" ^ 2} = 4.948xx10 ^ {13 } "J / mol" #

Jest to ogromnie większe niż zmiany energii związane z reakcjami chemicznymi. Pokazuje to potencjalną moc sił jądrowych i procesów na nich opartych.