Összetétel atommag
Rutherford javasolt bolygókerekes atom modell, amely szerint az atom áll, egy pozitív töltésű mag és a környező elektronokat. Elemezve ezek a kísérletek, Rutherford azt is kimutatta, hogy a sejtmagok egy mérete körülbelül 10 -14 - 10 -15 m (körülbelül 10-10 m lineáris méret atom).
Az atommag alkotja az elemi részecskék - protonok és a neutronok. Proton (p) van egy pozitív töltés megegyezik az elektron töltése, és a nyugalmi tömeg MP = 1,6726 kg 1 836 10 -27 rám. ahol én - elektron tömege. A neutron (n) -, egy semleges részecske nyugalmi tömege Mn = 1,6749 kg 1 839 10 -27 rám. Protonok és a neutronok nevezik nukleonok (a latin nucleus -. Nucleus). A teljes száma nukleonjai atommag nevezett tömegszáma A.
A atommag jellemzi a töltés Ze. ahol e = 1,6022 10 -19 kábel vonal megy proton díj megegyezik az elektron töltése, Z - töltésszám kernel egyenlő a protonok száma a sejtmagban, és amely egybeesik a sorszám a kémiai elem a periódusos rendszer elemei.
A rendszermag jelöli ugyanaz a jel, mint egy semleges atom :. ahol X - kémiai elem szimbólum, Z - a atomszáma (a protonok száma a sejtmagban), A - tömegszáma (száma nukleonok a sejtmagban).
Mivel semleges atom, a felelős a sejtmag és számát határozza meg az elektronok az atom. A szám az elektronok függ eloszlása atomi állapotban, ami viszont függ a kémiai tulajdonságait az atom. Következésképpen, a töltés a nucleus határozza meg a fajlagosságot a kémiai elem, azaz. E. Meghatározza az elektronok száma az atom, a konfiguráció a elektronhéjak, a mérete és jellege belüli elektromos mező.
A tömege a magok lehet nagyon pontosan meghatározható a tömegspektrométer - műszerekkel elválasztó elektromos és mágneses mezők, töltött részecske gerendák (általában ionok) különböző fajlagos töltés Q / m. Mace-spektrometriás mérések azt mutatták, hogy a tömeg a mag kisebb, mint az összege a tömegek alkotó nukleonok. De mivel minden változás a tömeg meg kell egyeznie a változás energiát, ebből következik, hogy megalakult a mag kell elosztani egy bizonyos energia. A törvény az energiamegmaradás magában foglalja az ellenkezője: külön a nucleus alkotórészeire kell tölteni az azonos mennyiségű energiát, hogy közben felszabaduló kialakulása. Az energia, amit meg kell fordított annak érdekében, hogy szét a nucleus be az egyes nukleonok, az úgynevezett nukleáris kötési energia.
Használata Einstein egyenlet kapcsolat meghatározása a tömeg és az energia, könnyű meghatározni a kötési energiája nukleonok a sejtmagban
ahol MP. mn. Mya - rendre proton tömege, neutron és sejtmagban. A táblázatok általában nem Mya tömeg atommagok, és atomok m tömegű. Ezért, a használt képlet nukleáris kötési energia
ahol mH - tömege hidrogénatom. Mivel mH mp nagyobb mennyiségű rám. Az első ciklus a szögletes zárójelben tartalmaz egy tömege Z elektronok. Azonban, mivel a atomtömege eltér a m tömegű az atommag mya csak a tömege Z az elektronok, a számításokat a két képlet eredményezi ugyanazt az eredményt. érték
Ez az úgynevezett nukleáris tömegdefektus. Ez az érték csökkenti a tömeget a nukleonok a formáció atommag.
Kötési energia általában mért elektronvolt (eV) a 1 eV számszerűen egyenlő a munkát a területen erők, amikor mozog az elemi elektromos töltés (díj megegyezik az elektron töltése), amikor át feszültségen 1 V. Mivel a töltés Egy elektron 1.6 10 - 19 Cl, akkor 1 = 1,6 eV J. 10, -19.
Mass atomok és tömegdefektus atommagok általában mérik atomi tömegegység (amu) 1 amu számszerűen egyenlő 1/12 a tömege szénizotóp 12 C, 1 amu = 1,6606 10 -27 kg. Egy atomtömeg egység megfelel atomi egységnyi energia (a.e.e.) = 931,5016 a.e.e. 1 MeV.
Gyakran előfordul, hogy ahelyett, hogy kötési energiája specifikus kötési energia dEsv - nukleonra jutó kötési energia. Ő a stabilitás (tartósság) Az atommagok, azaz Minél több dEsv. A stabilabb mag.
Specifikus kötési energia tömegétől függ az elem számát A (ábra. 4.1). A könnyű atommagok (A £ 12) a specifikus kötési energia meredeken emelkedik, hogy 6¸7 MeV, átesett egy sor ugrások, majd egyre lassabban növekszik, hogy egy maximális értéket 8,7 MeV elemek A = 50¸60, majd fokozatosan
Csökkentése specifikus kötési energiája az átmenet a nehezebb elemek annak a ténynek köszönhető, hogy a növekvő számú protont a sejtmagban, és növeli a Coulomb-taszítás energia. Ezért a kapcsolat a nukleonok kevésbé súlyos, és a magok magukat kevésbé
erős. Ábra. 4.1
Ábra. 4.1, hogy a legstabilabb szempontjából energia a közepén a periódusos a sejtmagba. Nehéz és könnyű atommagok kevésbé stabilak. Ez azt jelenti, hogy az energetikailag kedvező alábbi folyamatokat:
1) A hasadási a nehéz magok a könnyebb;
2) fúziós fény sejtmagokat nehezebb egymással.
óriási mennyiségű energia szabadul fel, amikor mindkét folyamat; Ezek a folyamatok jelenleg végzett gyakorlatilag (hasadási reakció és fúziós reakció).
Két alapvető összetevői nukleonok kényszeríti sokkal magasabb, mint a Coulomb-taszító erő között protonok. Ezek az úgynevezett nukleáris erők. A nukleáris erők osztályába erős kölcsönhatás. Nukleáris erők a következő tulajdonságokkal: a nukleáris erők vonzó, ezek rövid hatótávolságú (hatás csak a parttól 10 és 15 m), jellemzi őket töltés függetlenségét (ható erők között proton és a neutron és két proton között azonos nagyságrendű), sajátos nukleáris erők telítettség (mindegyik nukleon a sejtmagban kölcsönhatásba lép csak korlátozott számú legközelebbi hozzá neutronok).
Nukleáris erők - .. A természet a csere erő, azaz a részecskék által hordozott közötti csere kölcsönható nukleonokat.