Carbon egység Krugosvet enciklopédia
Carbon egységek
A modern táblázatokban elemek Ar az összes megadott érték esetén egységekben szén, és ha a természet a elem van jelen, mint egy izotópok keverékét, feltéve, hogy az átlagos súlya. De ha a természetes oxigén # 150; keverékét 16 O, 17 O és 18 O, miért a relatív atomi tömege kevesebb mint 16? Lehet, hogy van oxigén izotópok könnyebb? formálisan létezik # 150; Ez a 11 O 12 O, 13 O, 14 O és 15 O, de ezek erősen radioaktív (hosszú felezési # 150; 124 másodperc), a természetben nem található, és ezért nem tud a legkisebb hozzájárulás a atomtömege oxigén. Mellesleg, az oxigén izotópok ismert tömegű száma nagyobb, mint 18 # 150; 24 Ah, de ők is szinte soha nem fordul elő a természetben (felezési ideje hosszú élettartamú # 150; Mintegy 19 27). A atomtömeg az egyes nuklidok ismert egy nagyon nagy pontossággal. Például, a két természetes klór izotópjai és Ar = 34,96885272 36,96590262. Miért nem az egész (bár ezek közel hozzájuk)?
Ahhoz, hogy megértsük, miért van ez így, összevetjük a régi fizikai egység az oxigén és a szén-e. Úgy tűnik, hogy kell őket pontosan ugyanaz, mivel a meghatározására egységek előtt atomtömege 16 O (ott 8 protonok, 8 neutronok és 8 elektronok) osztva 16, és most atomtömege 12 C (ott 6 proton, 6 neutronok 6 és elektronok) elosztjuk 12. Tehát ha jelölések a proton tömege op. mm neutron tömegét, és a elektron tömegének rám. majd a szabályokat a számtani, meg kell kap az oxigén egységek (8MP + 8mn + 8me) / 16 = 1/2 (MP + Mn + Me), és a szén-dioxid egységek (6MP + 6mn + 6-Me) / 12 = 1/2 (MP + Mn + me), azaz ugyanazt az értéket.
A valóság azonban nem így van: a tizenkettedik a tömeg egy atom 12 C feletti egytizenhatodát a 16 O-atomok! Ennek az az oka, hogy a kialakulása során a magok egyes protonok és a neutronok aritmetika „nem működik”. Torkolatánál nukleonok egyetlen tömör közlemény hatalmas mennyiségű energiát; összhangban az Einstein-egyenlet E = mc 2 felszabaduló energia „hordoz” egy része a tömeg, és a tömeges új atom nem egyenlő a tömegek összege összetevőjét. Ez a különbség, ismert, mint a tömegdefektus, lehet egy jelentős része a tömeg a magok # 150; néhány atomok körülbelül 1%! A legtöbb „fogyni” a képződését atomok tömegszámú 50 (a közepén a 4. sorában elemek a periódusos rendszerben). Megelőzően ezeket az elemeket a tömegdefektus növekedésével nő atomi száma, utánuk # 150; fokozatosan csökken.
Szemléltetésül tömegdefektus összege nyugalmi tömege elektronok, protonok és a neutronok, például 4 Ő atom. A lényege a hélium atom két proton és két neutron, és az elektron héj # 150; 2 elektront. Összesen kapjuk: 2MP + 2mn + 2Me = 2 × 2 + 1,007276 B 1,008665 + 0,000549 × 2 „4,03298 (összes megadott érték esetén a modern atomtömeg egység, azaz a szén-egységek). És valóban, a tömeg, az atom 4 Ő 4,00260, amely eltér a „Számítás” a második tizedes. Most ne legyen meglepő, hogy a pontos tömeg a három oxigén izotópok szénatomos egységeket rendre 15,99491; 16,99913 és 17,99916, és nem egyenlő a tömeg számok (azaz a 16, 17 és 18), és az átlagos súlya ezen izotópok, tekintettel azok előfordulási a természetben csak egyenlő 15,9994.
Alapján a tömegdefektus könnyen megmagyarázni egy másik „furcsaság” a relatív atomtömege elemek. Ismeretes, hogy a természetes hidrogén képviseli két stabil izotópok tömege 1 és 2 számok (1 99,985% 0,015% H 2 és H) nem tűnik annyira meglepő, hogy Ar (H) valamivel nagyobb, mint 2. A természetes hélium is tartalmaz a két stabil izotópok a tömegszáma a 3. és 4., ahol a hélium-4 a természetben csak 0,000137%. Azonban, a keverék természetes izotópok hélium Ar (Ő) nem kevesebb, de több mint 4! Itt van a dolog itt. A könnyű elemek, mint a nagyobb mag, mint ez a nukleonok, annál nagyobb a tömegdefektus. Ezért szénatomot tömegdefektus # 150; közötti közbülső hélium és az oxigén. Ugyanakkor a megállapodás nuklidspecifikus tömeg 12 C készítették egyenlő 12.0000 simán nélkül venni a tömegdefektus ezen agyterület. Kiderült, hogy a pontos relatív atomtömeg 4 Ő (ez egyenlő a 4,00260) eltér a tömegszáma (4) az egyik irányban és a 16 O # 150; a másikba.