Відповідні маси в amu протона, нейтрона і атома nckel-60 складають 1.00728, 1.00867 і 59.9308. Який дефект маси нікелю-60 в г?

Відповідь:

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

Пояснення:

Ви шукаєте дефект маси, # Deltam #, яка визначається як різниця що існує між атомною масою ядра і загальна маса його протонів і нейтронів.

Ідея тут полягає в тому, що енергії це звільнені коли формується ядро, буде зменшення його маса, як описано відомим рівнянням Альберта Ейнштейна #E = m * c ^ 2 #.

У зв'язку з цим можна сказати, що фактична маса ядра завжди буде нижче ніж додається маса його нуклонів.

Ваша мета тут - з'ясувати загальна маса Протонів і нейтронів, які складають ядро нікелю-60 і віднімають його з відомої атомної маси ядра.

Візьміть періодичну таблицю і шукайте нікель, # "Ni" #. Ви знайдете елемент, розташований в період 4, група 10. Нікель має атомний номер, # Z #, дорівнює #28#, що означає, що його ядро містить #28# протони.

Ізотоп нікель-60 має a масове число, # A #, дорівнює #60#, що означає, що його ядро також містить

#A = Z + " нейтронів" #

# " нейтронів" = 60 - 28 = "32 нейтрона" #

Отже, загальна маса протони буде

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

Загальна маса нейтронів буде

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

The загальна маса з нуклеонів буде

#m_ "total" = m_ "протони" + m_ "нейтрони" #

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

Дефект маси буде дорівнювати

#Deltam = m_ "загальний" - m_ "фактичний" #

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

Тепер, щоб висловити це в грамів, використовуйте визначення єдиної атомної одиниці маси, # "u" #, який

#color (purple) (| bar (ul (колір (білий) (a / a) колір (чорний) ("1 u" = 1,660539 * 10 ^ (- 24) "g") колір (білий) (a / a) |))) #

У вашому випадку вам доведеться

# 0.55048 колір (червоний) (скасувати (колір (чорний) ("u"))) * (1,660539 * 10 ^ (- 24) "g") / (1колір (червоний) (скасувати (колір (чорний) ("u") ")))) = колір (зелений) (| bar (ul (колір (білий) (a / a) колір (чорний) (9.1409 * 10 ^ (- 25)" g)) колір (білий) (a / a) |))) #

Відповідь:

Дефект маси # 9.141xx10 ^ {- 25} "g / atom" #.

Пояснення:

Масовий дефект - це кількість маси, яка втрачається при об'єднанні протонів і нейтронів, утворюючи ядро. Протони і нейтрони стають пов'язаними один з одним, і енергія зв'язування, що вивільняється, проявляється як втрата маси через співвідношення # E = mc ^ 2 #. Тому, коли ми говоримо про дефект маси, ми дійсно маємо на увазі енергію зв'язування.

Нікель-60 має масове число 60 і атомний номер 28, таким чином 28 протонів і 32 нейтронів пов'язані разом. Маса частинок geee наведена за формулою:

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

Порівняйте це з даною атомною масою нікелю-60 # = 59,9308 "г / моль" #. Візьміть думку і округліться до кратного #0.0001# відповідність заданої точності атомної маси нукеля:

Масовий дефект = # 60.48128-59.9308 = 0.5505 "г / моль" #

Зверніть увагу на одиниці. Для отримання грам атом поділити на номер Авогадро:

# {0,5505 "g / mol"} / {6.022xx10 ^ {23} "атоми / моль"} = 9.141xx10 ^ {- 25} "g / atom" #.

Поверніться до молярної основи і подивіться, скільки енергії це # "J / mol" #. Один джоуль # 1000 "g" # масові часи # 1 "м / с" ^ 2 # часів розгону # 1 "m" # відстань:

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

Це значно більше, ніж зміни енергії, пов'язані з хімічними реакціями. Це показує потенційну потужність ядерних сил і процесів, заснованих на ній.