Atómové jadro. Váha. Atómová základná komunikačná energia

Atómové jadro je centrálna časť atómu, v ktorej je celý kladný náboj koncentrovaný a takmer všetky hmotnosti.

Jazyky všetkých atómov pozostávajú z častíc, ktoré sa nazývajú nukleóny.Nukleóny môžu byť v dvoch štátoch - v elektricky nabitom stave av neutrálnom stave. Nucleon v účtovanom stave sa nazýva protón. Proton (p) je jadrom najjednoduchšieho chemického prvku - vodíka. Náboj protón sa rovná elementárnemu pozitívnemu náboju, ktorý je vo veľkosti rovnajúcim sa elementárnym negatívny poplatok Q E \u003d 1,6 ∙ 10 -19 Cl., I.E. Nabíjanie elektrónov. Nukleon v neutrálnom (nenabitom) stave sa nazýva neutrón (n). Masy nukleónov v oboch štátoch sa od seba líšia, t.j. M n ≈ m p.

Nukle nie sú elementárne častice. Majú komplexnú vnútornú štruktúru a pozostávajú z ešte menších častíc hmoty - kvarkov.

Hlavnými vlastnosťami atómového jadra sú nabíjanie, hmotnosť, spin a magnetický moment.

Shage jadrourčené počtom protónov (Z) zahrnuté v jadre. Nukle nabitie (ZK) pre rôzne chemické prvky sa mení. Číslo Z sa nazýva atómové číslo alebo číslo náboja. Atómové číslo je poradové číslo chemického prvku v periodickom systéme prvkov D.MelteleleV. Nukleový poplatok určuje počet elektrónov v atóme. O množstve elektrónov atómu závisí od ich distribúcie energetickými mušľovanie a subcomms, a preto všetko fyfioochemické vlastnosti Atóm. Nucovací poplatok určuje špecifiká tohto chemického prvku.

Hmotnosť jadraNucovacia hmota je určená číslom (A) z jadier, ktoré sú zahrnuté v jadre. Počet nukleónov v jadre (A) sa nazýva masívne číslo. Počet neutrónov (N) v jadre možno nájsť, ak z celkového počtu nukleónov (A), aby sa počet protónov (Z), i h \u003d f-z. V periodickej tabuľke je počet protónov a neutrónov v jadrách atómov približne rovnaký, t.j. (A - Z) / z \u003d 1, do konca tabuľky (A - Z) / Z \u003d 1.6.

Nucovanie atómov je obvyklé, ktoré sa majú označiť:

X je symbolom chemického prvku;

Z - atómové číslo;

A - Hromadné číslo.

Pri meraní hmôt jadier jednoduchých látok sa zistilo, že väčšina chemických prvkov pozostáva zo skupín atómov. Mať rovnaký poplatok, jadrá rôznych skupín sa vyznačujú hmotnosťmi. Odrody atómov tohto chemického prvku, vyznačujúce sa hmotnosťmi jadier izotopy. Isotopové jadrá majú rovnaký počet protónov, ale rôzne číslo neutróny (a ,,,,,,,,.

Okrem izotopového jadra (Z - to isté, ale - inak) sú jadrá isobara (Z - inak, a - rovnako). (S).

Masy nukleónov, jadier atómov, atómov, elektrónov a iných častíc jadrová fyzika Je zvyčajné merať nie v "kg", v atómových jednotkách hmotnosti (A.M. - V opačnom prípade sa nazývajú uhlíková jednotka hmotnosti a označujú "E"). Atómová jednotka hmotnosti (1E) bola prijatá 1/12 hmotnosti atómu uhlíka 1E \u003d 1,6603 ∙ 10 -27 kg.

Hmotnosť nukleónov: m p-1,00728 e, m n \u003d 1 00867 e.

Vidíme, že hmotnosť jadra vyjadreného v "E" bude zaznamenaná počtom blízkych A.

Spin Jadro. Mechanický moment pulzu (rotácie) jadra sa rovná vektorovému súčtu točí nukleons tvoriacich jadro. Proton a neutrón majú odstreďovanie rovné L \u003d ± 1/2. V súlade s tým je spinové jadrá s párnym počtom nukleónov (a dokonca) je celé číslo alebo nula. Kernel Spin s nepárnym počtom nukleónov (a nepárnych) je polovičný.

Magnetický momel jadra. Magnetický moment jadra (p m) jadra v porovnaní s magnetickým momentom elektrónov, ktoré naplnia elektronické plášte atómu, je veľmi malé. Na magnetické vlastnosti Atóm Magnetický moment jadra nemá vplyv na. Jednotka merania magnetického momentu jadier je jadrový magneton μ i \u003d 5,05,38 ∙ 10 -27 j / th. Je to 1836-krát menej ako magnetický moment elektrónu - magneton bora μ b \u003d 0,927 ∙ 10 -23 j / th.

Magnetický moment protónu je 2,793 μ Som tiež rovnobežná so zadnou časťou protónu. Magnetický moment neutrónu je 1,914 um a antipalélen chrbát neutrónov. Magnetické chvíle jadier majú rádovo nukleárneho magnetonu.

Na rozdelenie jadra na komponenty svojich jadier, je potrebné urobiť určitú prácu. Veľkosť tejto práce je meradlom základnej komunikačnej energie.

Väzbová energia jadra je numericky rovná práci, ktorá sa musí vykonať na rozdelenie jadra na komponenty jeho nukleónov a bez správy kinetická energia.

S reverzným procesom tvorby jadra zo zložiek jadier, rovnaká energia by mala byť uvoľnená. Z toho vyplýva zo zákona o ochrane energie. Preto je energetická energia nukleusovej väzby rovná rozdielu v energii jadra tvoriacich jadro a energiu jadra:

Δe \u003d e nuk - e me. (jeden)

Vzhľadom na vzťah medzi hmotnosťou a energiou (E \u003d M ∙ C 2) a zložením jadra sa rovnica (1) prepíše takto:

Δe \u003d ∙ od 2 (2)

Hodnota

Δm \u003d zm p + (a - z) m n - m i, (3)

Rovnaký rozdiel v masy nukleónov zahrnutých v jadre a hmotnosť samotného jadra sa nazýva masová defekt.

Expresia (2) môže byť prepísaná vo forme:

Δe \u003d Δm ∙ C 2 (4)

Tí. hromadná defekcia je meradlom základnej komunikačnej energie.

V jadrovej fyzike sa meria hmotnosť nukleónov a jadier v a.e.m. (1 AE.M. \u003d 1 6603 ∙ 10 27 kg) a je obvyklé merať energiu na MeV.

Vzhľadom k tomu, že 1 MeV \u003d 10 6 EV \u003d 1 6021 ∙ 10 -13 J, nájdeme množstvo energie zodpovedajúcej atómovej jednotke hmotnosti

1.A.M. ∙ C 2 \u003d 1 6603 ∙ 10 -27 ∙ 9 ∙ 10 16 \u003d 14,9427 ∙ 10 -11 J \u003d 931.48 MeV

Väzbová energia jadra v MeV je teda rovná

Δe sv \u003d Δm ∙ 931.48 MeV (5)

Berúc do úvahy, že tabuľky sú zvyčajne dané nie je hmotnosť jadier, ale hmotnosť atómov, pre praktický výpočet hmotnostného defektu namiesto vzorca (3)

vychutnať si inú

Δm \u003d zm n + (a - z) m n - m a, (6)

Tí, hmotnosť protónu bola nahradená hmotnosťou atómu pľúcneho vodíka, čím sa pridalo Z elektronických hmotností a hmotnosť jadra bola nahradená hmotnosťou atómu M A, tieto z elektronických hmôt boli detegované.

Komunikačná energia prichádzajúca na jedno nukleon v jadre sa nazýva špecifická komunikácia

(7)

Závislosť špecifickej dodávky energie na počte nukleónov v jadre (z množstva a) je uvedený na obr.

S cieľom prerušiť jadro na oddelené, neinterakčné (slobodné) nukleóny, je potrebné pracovať na prekonaní jadrových síl, t.j. informuje jadro určitej energie. Naopak, pri spájaní voľných nukleónov v jadre sa rovnaká energia uvoľňuje (podľa zákona o ochrane energie).

• Minimálna energia potrebná na rozdelenie jadra do jednotlivých nukleónov sa nazýva hlavná komunikačná energia

Ako môžem určiť veľkosť základnej komunikačnej energie?

Najjednoduchší spôsob, ako nájsť túto energiu, je založená na uplatňovaní zákona o vzťahu hmoty a energie, ktorú otvoril nemecký vedec Albert Einstein v roku 1905

Albert Einstein (1879-1955)
Nemecký teoretický fyzik, jeden z tvorcov modernej fyziky. Otvoril zákon prepojenia hmoty a energie, vytvoril špeciálnu a všeobecnú teóriu relativity

Podľa tohto zákona medzi hmotnosťou M systému častíc a energiou odpočinku, t.j. vnútorná energia E 0 tohto systému, existuje priama proporcionálna závislosť:

kde C je rýchlosť svetla vo vákuu.

Ak je energia systému častíc v dôsledku akýchkoľvek procesov sa mení pomocou ΔE 0 1, potom to bude mať za následok zodpovedajúcu zmenu hmotnosti tohto systému AM a spojenie medzi týmito hodnotami bude vyjadrené rovnosťou:

ΔE 0 \u003d ΔMS 2.

Tak, keď zlúčenie voľných nukleónov v jadre v dôsledku uvoľňovania energie (ktoré sa vykonáva pomocou emitovaných s týmito fotónmi), by sa mala znížiť hmotnosť nukleónov. Inými slovami, hmotnosť jadra je vždy nižšia ako súčet hmôt jadier, z ktorých pozostáva.

Nedostatok hmotnosti jadra Δm v porovnaní s celkovou hmotnosťou komponentov jeho jadrových jadrov môže byť napísaný takto: \\ t

Δm \u003d (zm p + nm n) - m i

tam, kde m - hmotnosť jadra, Z a n je počet protónov a neutrónov v jadre, a m p a m n sú hmotnosť voľného protóna a neutrónov.

Hodnota Δm sa nazýva hmotnostná chyba. Prítomnosť hmotnostného defektu je potvrdená mnohými experimentmi.

Vypočítajte napríklad väzbovú energiu AE 0 jadra atómu deutéria (ťažký vodík) pozostávajúci z jedného protónu a jedného neutrónu. Inými slovami, vypočítavame energiu potrebnú na rozdelenie jadra na protón a neutrónov.

Aby sme to urobili, najprv určíme hromadnú defekt Δm tohto jadra, pričom približné hodnoty masy nukleónov a hmotnosť atómu atómu deutéria z príslušných tabuliek. Podľa údajov sa protónová hmota približne rovná 1,0073 A. e. M., Netronová hmotnosť - 1 0087 a. e. m., hmotnosť taneru detektenia - 2.0141 a. e. m znamená Δm \u003d (1.0073 a. m. m. + 1,0087 a. m.) - 2.0141 a. e. m. \u003d 0,0019 a. jesť.

Ak chcete získať energiu komunikácie v Joule, musí byť hromadná chyba vyjadrená v kilogramoch.

Vzhľadom k tomu, že 1 a. e. m. \u003d 1 6605 10 -27 kg, dostaneme:

Δm \u003d 1 6605 10 -27 kg 0,0019 \u003d 0,0032 10 -27 kg.

Nahradenie tejto hodnoty hromadnej chyby v Communication Energy Vzorec, získavame:

Energia, ktorá sa uvoľňuje alebo absorbuje v procese akýchkoľvek jadrových reakcií, sa môže vypočítať, ak sú známe hmotnosti interakcie a vytvorenia v dôsledku interakcie nukle a častíc.

Otázka

1. Čo sa nazýva Core Communication Energy?
2. Zaznamenajte vzorec na určenie hromadnej defektu akéhokoľvek jadra.
3. Zaznamenajte vzorec na výpočet základnej komunikačnej energie.

1 grécke písmeno δ ("delta") je obvyklé na označenie zmeny fyzické množstvo, pred symbolom, z ktorých je tento list umiestnený.

Relatívna atómová hmotaAR Chemický prvok (je to jeden z nich spolu s symbolom prvku a jeho sekvenčným číslom v každej bunke periodického systému D. I. MENDELEEV) je priemernou hodnotou relatívnej izotopovej hmoty, pričom sa zohľadní izotopový obsah. Relatívna atómová hmota skutočne ukazuje, koľkokrát je hmotnosť tohto atómu väčšia ako hmotnosť 1/12 uhlíkového izotopu. Akýkoľvek relatívna hodnota, Ar je veľkosť bezrozmerného.

Na jednotku merania atómového hmotnosti ( atómová jednotka hmotnosti - A.E.M.) V súčasnosti je prijatá 1/12 časť hmotnosti nuklide12C. Tento nukrid sa pripisuje hmotnosti 12,0000 a.e.m. Skutočná hodnota atómovej jednotky hmotnosti je 1,661 · 10-27 kg.

Masy troch základných častíc, vyjadrené v a.e.m., majú nasledujúce hodnoty:

protónová hmotnosť - 1,007277 A.E.M., Netron Mass - 1.008665 A.E.M., elektrónová hmotnosť - 0,000548 AEM.

1.9.4. Masážny defekt

Ak vypočítate hmotnosť akéhokoľvek izotopu (izotopická hmotnosť), sčítanie hmotnosti zodpovedajúceho počtu protónov, neutrónov a elektrónov, výsledok nebude poskytovať presný zhodu s experimentom. Rozdiel medzi výpočtom

experimentálne nájdené hodnoty izotopových hmôt sa nazývajú

hmotnosť defektu.

Napríklad izotopová hmotnosť jedného z izotopov chlóru 35 Cl, získaná pridaním hmotnosti sedemnástich protónov, osemnásť neutrónov a sedemnásť elektrónov sa rovná:

17 · 1.007277 + 18 · 1.008665 + 17 · 0,000548 \u003d 35.289005 A.E.M.

Presné experimentálne definície tejto hodnoty však dávajú výsledky 34.96885 A.E.M. Hmotnostná chyba je 0,32016 a.e.m.

Vysvetlenie fenoménu hmotnostného defektu môže byť podávané reprezentáciami formulovanými Alberta Einsteinom v teórii relativity. Hromadná defekcia zodpovedá energii, ktorá je potrebná na prekonanie responzívnych síl medzi protónmi.

Inými slovami, hmotnostná chyba je mierou väzbovej energie jadrových častíc. Ak by bolo možné rozdeliť jadro do zložiek svojich jadier, hmotnosť systému by zvýšila hmotnosť hmotnostného defektu. Komunikačná energia ukazuje rozdiel medzi energiou nukleónov v jadre a ich energiou v slobodnom štáte, t.j. Komunikačná energia je energia, ktorú treba očakávať, že oddelí nukleóny do zložiek jej nukleónov.

Komunikačná energia sa môže vypočítať podľa vzorca A. Einstein:

E \u003d mc2,

kde: m je hmotnosť v kg, C - Rýchlosť svetla - 2.9979 · 108 m / s, e - energia v J. Napríklad komunikačná energia pre jeden mol (4 g) Nuclide4 on (molárny

hmotnostná chyba je 3,0378 · 10-5 kg) rovná:

Δ e \u003d (3.0378 · 10-5 kg \u200b\u200b/ mol) · (2.9979 · 108 m / s) 2 \u003d 2,730 · 1012 j / mol Takáto energia presiahne energiu konvenčnej kovalentnej väzby viac ako

10 miliónov krát. Získať podobnú energiu v dôsledku chemická reakcia Bolo by potrebné použiť desiatky ton látky.

Keďže väzbová energia je extrémne veľká, je zvyčajná, že je zvyčajná, že ju vyjadruje v megailectrolets (1 MeV \u003d 9,6 × 1010 j / mol) na nukleon. Takže väzbová energia na jednom jadre v Kernel4 je približne 7 MeV, v Kernel35 CL - 8,5 meV.

1.9.5. Jadrová energia

Atom Core je špeciálnym objektom pre štúdium. Aj pri jeho povrchnom vyšetrení vzniknú mnohí bewilders. Prečo sú protóny, ktoré sú súčasťou jadra, nie sú odpudzované podľa základných zákonov elektrostatiu? Najjednoduchší výpočet s pomocou zákona Cullon ukazuje, že v jadrových vzdialenostiach by mali byť dva protón odpudzované silou asi 6000 n, a navzájom sa priťahujú silou, 40-krát vyššiu na túto veľkosť. Okrem toho táto sila pôsobí rovnako ako medzi dvoma protónmi, ako aj medzi dvoma neutrónmi, ako aj medzi protónou a neutrónovou, t.j. absolútne nezávislé od náboja častíc.

Je zrejmé, že jadrové sily sú úplne odlišnou triedou síl, nie je možné ich znížiť na elektrostatické interakcie. Energetické sprevádzajúce jadrové reakcie, v miliónoch, ktoré sú časy energie charakterizujúce chemické transformácie.

Použitie princípov kvantovej mechaniky k opisu pohybu elektrónov v súčasnosti poskytuje veľmi uspokojivé výsledky. Je možné použiť túto teóriu na modelovanie procesov, ktoré sa vyskytujú v jadre atómu? Najdôležitejšia funkcia Jadrové sily sú mimoriadne malým polomerom ich činnosti. V skutočnosti, pohyb elektrónu sa vyskytuje v oblasti priestoru posudzovaného hodnotou rádovo 10-8 cm a všetky vnútorné javy sa vyskytujú pri vzdialenostiach približne 10-12 cm a menej. Tieto hodnoty sú o niečo viac z vlastnej veľkosti nukleónov. Pomer stupnice charakterizujúci pohyb elektrónu na jednej strane a vnútorných štúdiách na strane druhej v poradí, možno porovnať s rovnakým pomerom

pre Macromrir, ktorý poslušil zákony klasickej mechaniky a MicroGORLD, žijúci podľa zákonov kvantovej mechaniky.

S takými malými veľkosťami jadra sa v ňom koncentruje takmer celá hmotnosť atómu. Poznanie približného objemu jadra a hmotnosti atómu, môžete odhadnúť hustotu jadrovej látky: presahuje stredná hustota Zvyčajná záležitosť 2 · 1017-krát je množstvo približne 1013 - 1014 g / cm3. Pokus o skutočne realizáciu podobných hodnôt vedie k tomuto ilustrácii: s podobnou hustotou látky v objeme zodpovedajúcej hlavy (približne 5 mm3) by sa mala nachádzať hmotnosť rovnajúca sa hmotnosti 1 milión ton vody. Ak takýto zápas hlavu padla na povrch zeme, prelomil všetko skaly A prenikol by to centrom planéty.

1.9.6. Jadrové transformácie

Konverzia atómových jadier v dôsledku ich interakcií so základnými časticami alebo navzájom sa nazýva jadrové reakcie.

Spontánne dezintegrácia jadier - prírodná rádioaktivita- sprevádzané emisiou troch typov.

Alfa žiarenie je prúd atómov hélia s nabitím +2 a hmotnostným číslom 4 (4 HE). Pozitívny náboj týchto častíc vysvetľuje skutočnosť odchýlky alfa lúčov v elektrickom poli smerom k negatívne nabitej tanier a relatívne veľká veľkosť Atómy hélia závisí významne menej v porovnaní s dvoma ďalšími režimami radiačnej schopnosti prenikajúcich.

Samozrejme, že pri vyžarovaní takejto častice, jadro stráca dva protóny a dve neutróny. Strata dvoch protónov znižuje atómové číslo do dvoch jednotiek, preto je výsledkom vytvorenie nového chemického prvku.

Napríklad radium-226 nuklid so stratou alfa častíc sa zameriava na nuklid RADON-222, ktorý môže byť reprezentovaný ako rovnice jadrová reakcia :

88 RA → 86 RN +2 On.

Pri príprave takýchto rovníc by sa mala dodržiavať rovnosť súm atómových čísel a súčasti hmotnostných čísel v ľavej a pravej časti (musí sa zachovať náboj a hmotnosť).

V niektorých prípadoch sa tiež použije skrátená forma nahrávania rovnice jadrovej reakcie: počiatočný nuklid sa zaznamenáva vľavo, koniec - konečný, v zátvorkách medzi nimi, uveďte časticu, ktorá spôsobuje túto transformáciu a potom emitovaný ako výsledok. V tomto prípade, pre takéto častice, sa používa list listov: a (alfa častica), p (protón), n (neutrón), D (jadro Deutéria - Deuteron) atď. Napríklad, pre hodnotené Alpha vlny:

Ra (-, α) rn.

Znamenie "-" hovorí o absencii bombardovania častíc (rozpad jadra je spontánne).

Beta žiarenie je rozdelené na β - (zvyčajne sa nazýva

jednoduchý β-pohyblivý) a β + -emisie. β - emisie je tok elektrónov pohybujúcich sa rýchlosťou blízko rýchlosti svetla. Tieto elektróny vznikajú v dôsledku kolapsu neutrónov:

90 TH → 91 PA + -1 E.

TORIUM-234 Nukly a protraktácia-234 majú rovnaké množstvo hmotnostných. Takéto nuklidy sa nazývajú SOFAM.

Výskyt β + -emisie je spôsobený transformáciou protónu do neutrónov, sprevádzaný emisiou pozitrónu - základná časticaktorý je analógom elektrónu, ale vlastní pozitívny poplatok:

19 K → 18 AR ++ 1 E.

Gama žiarenie je ťažké elektromagnetická radiácia S menšími vlnovými dĺžkami ako röntgenové družiny. Neoddeľuje sa v elektrickej a magnetické polia a má vysokú schopnosť prenikanie.

Emisie γ-facehs sprevádza a p-zástupcov, ako aj proces elektronického zabavenia jadra. V druhom prípade jadro zachytáva elektrón z nízkej úrovne energie (K- alebo L-Electron) a jeden z protónov sa zmení na neutrón:

1 p + -1 e		→ 0 n.

Hmotnostný počet nuklidov sa nemení a atómové číslo klesá podľa jedného, \u200b\u200bnapríklad:

23 V + -1 E → 22 TI.

Nestabilné, spontánne dezintegračné nuklidy sa nazývajú

dionuklidy alebo rádioaktívne izotopy . Ich úpadok pokračuje, kým sa nevytvoria stabilné izotopy. Trvalo udržateľné izotopy už nie sú ovplyvnené rádioaktívnym rozpakom, takže pretrvávajú v prírode. Príklady môžu slúžiť16 o a 12 ° C.

Polovičný životnestabilný izotop sa nazýva čas, počas ktorého sa jej rádioaktivita zdvojnásobí v porovnaní s pôvodnou. Obdobia polčasu môžu byť od milióna zlomkov sekundy až milióny rokov (tabuľka 1.2).

Tabuľka 1.2.

Polčas niektorých izotopov

			Polovičný život
			3 · 10-7 c
			5.7 · 103.
			4.5 · 109.
			1.39 · 1010 rokov

Mnoho rádioaktívnych kapacích reakcií sú kompozitné časti zložitejších po sebe idúcich jadrových reakcií - tzv rad rádioaktívnych transformáciíalebo rádioaktívne riadky.

Každá transformácia v takom rade vedie k tvorbe nestabilného izotopu, ktorý zase podrobí rádioaktívnemu rozpadu. Počiatočný nuklid sa nazýva materský izotopa tvorené - dcéra Isotop. V ďalšom štádiu sa dcérsky izotop stáva materským, ktorý sa mení na ďalšie dieťa atď. Tento reťazec následných transformácií pokračuje, kým nie je výsledkom jadrovej reakcie stabilným izotopom.

Rádioaktívna séria uránu sa teda začína na izotopu 238 U a v dôsledku štrnástich po sebe nasledujúcich reakcií jadrového rozpadu končí na stabilnom Isotope206 PB. V tomto prípade je celková strata hmotnosti 32 jednotiek.

Obidve stabilné aj nestabilné nuklidy môžu byť získané použitím jadrových reakcií, bombardovanie jadra s vysokými energetickými časticami. najprv

v umelá jadrová transformáciapredstavila E. Rutherford: V roku 1915

du, prechádzajúce alfa lúče cez dusík, dostal stabilný kyslík ISOTOPE17 O. V roku 1935 dokázal Irene a Frederick Jolio-Curie ukázali, že v dôsledku bombardovania častíc alfa alfa, je vytvorený rádioaktívny izotop fosfor vyžarujúce positróny. Na otvorenie umelá rádioaktivitavedci získali Nobelovu cenu.

Pri vykonávaní jadrových reakcií je jadrový cieľ bombardovaný protóny, neutrónmi, elektrónmi, čo vedie k zmene jadrovej kompozície a tvorbu nového chemického prvku. Bombardovacie častice by mali mať vysokú kinetickú energiu na prekonanie elektrostatických reverzných síl z cieľa. Preto častice sa urýchľujú vysokorýchlostné v špeciálnych zariadeniach, nazývaných urýchľovače (dva z ich hlavných typov: lineárny urýchľovač a cyklotrón).

								Tabuľka 1.3.
						Jadrové reakcie
				Plná rovnica				Skrátená forma
	(α, p)
		7 n +2 on			→ 8 O.			14 n (α, p) 17 o
	(α, n)
		13 Al +2 HE → 15 p +0 n						27 Al (α, n) 30 p
		11 Na +1 H → 12 mg +0 N						23 Na (p, n) 23 mg
	(P, α)
		4 BE +1 H → 3 li +2 on						9 BE (P, α) 6 li
		7 N +1 H → 8 O + γ						14 n (p, γ) 15 o
		15 p +1 h → 15 p +1 h						31 p (d, p) 32 p
		13 Al +1 H → 14 Si +0 N						27 Al (D, N) 28 SI
		7 N +0 N → 6 C +1 H						14 n (n, p) 14 c
		27 CO +0 N → 27 CO + y						59 CO (N, γ) 60 CO
	(N, α)
		13 Al +0 n → 11 Na +2 on						27 Al (N, α) 24 NA

Umelé jadrové transformácie môžu byť klasifikované podľa typu bombardovania a emitované v dôsledku reakcie častíc (tabuľka 1.3.).

S pomocou jadrových reakcií boli syntetizované nové chemické prvky s poradovými číslami 99 alebo viac. Na tento účel je jadrový cieľ bombardovaný ťažkými časticami, napríklad 7N alebo 12 ° C, takže einsteiny prvok bol získaný v dôsledku bombardovania uránu-238 jadier dusíka-14:

M a t e r a a l s d l i n o v t o r e n i

Rozmery atómov: ≈ 10 -8 cm Veľkosti jadra: ≈ 10 -12 - 10 -13 cm

Hustota jadrovej textílie: ≈ 10 14 g / cm 3

Subatomárne častice

					otvorenie (dátum)
Elektrón	9.110 10-28				Thompson (1897)
	1.673 10-24				Rootford (1914)
	1.675 10-24				Chadwick (1932)

Kvantové čísla

		názov	Označenie	Prijatý	Čo charakterizuje
				hodnosť
					energia
		Orbitálny		0, 1, 2, ... n-1	formovaný orbitálny
					energia
					pódium
		Magnetický		–ℓ,..,–1,0,+1,..,+ ℓ	priestorový
					orientácia
					orbitálny
		Spin		+½ , -½	vlastný
					elektrón

Elektronické atómy vzorcov

Ak chcete vykonať elektronický vzorec atómu, musíte poznať nasledovné:

1. Označenie systému: NℓX (N - Číslo úrovne energie: 1,2,3, ..., ℓ - Prihlásenie predmetu: S, P, D, F; X - Počet elektrónov). Príklady: 5S2 - Power Electron na S -Productuje piate Úroveň energie (n \u003d 5, ℓ \u003d 0), 4D8 - osem elektrónov na D-priekopníku štvrtej hladiny energie (n \u003d 4, ℓ \u003d 2).

2. Postupnosť plnenia energetických oblekov : 1s.< 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f...

(Každý podhadník je naplnený až po úplnom postavení predchádzajúceho v tomto riadku).

3. Maximálna tanková sulevel:

Príklad: Elektronický vzorec atómu chlóru je distribúcia sedemnástich elektrónov daného atómu na podvrchovače energie a má formu:

17 CL 1S2 2S2 2P6 3S2 3P5

Stručná forma elektronického vzorca : Elektróny sa nachádzajú

pri plne zastavených úrovniach energie sú reprezentované symbolom zodpovedajúceho ušľachtilého plynu, potom je distribúcia iných elektrónov.

Príklad: Stručný elektronický vzorec atómu chlóru:

17 CL 3S2 3P5

Distribúcia elektrónov kvantovými bunkami

Kvantové bunky

s-suppro

p-Sile.

d-sud

f-sulevel

V súlade s pravidlom Hund: Spočiatku každý elektrón poskytuje samostatné kvantové bunky (nepárové elektróny s rovnobežnými točmi), nasledujúce elektróny prichádzajú do už obsadených buniek, pre nich majú hodnoty MS opačné znamienko - spárované elektróny) .

Označenia: MS \u003d + ½, ↓ MS \u003d -1

PRÍKLADY: 6 ELECTRONS Zaobchádza kvantové bunky F-SUPRO:

f-sulevel

pre deväť elektrónov systém získava formu:

f-sulevel

Elektrónové grafické vzorce atómov

17cl

2p 6.

valenčné elektróny- Elektrony vonkajšej úrovne energie, ako aj predposlednú D-Supro, ak je vybudovaná s neúplnosťou.

Nuclidové označenia:

horný index - hmotnostný počet nuklide, nižší index - atómové číslo zodpovedajúceho prvku.

Príklad: Izotop chlóru:

17cl

Skrátené označenie: 36 cl

Zloženie základného počtu protónov - atómové číslo, poradové číslo prvku v období

deický systém D. I. MENDELEELEV; Počet neutrónov - rozdiel medzi hmotnostným číslom a číslom

Príklad: Počet protónov a neutrónov pre izotop chlóru

17 Cl je: počet protónov \u003d 17, počet neutrónov \u003d 36-17 \u003d 19.

Izotopy - jedno atómové číslo, rôzne atómové hmotnosti (jadro obsahuje rovnaký počet protónov, iný počet neutrónov)

Jadrové reakcie

Vľavo a vpravo od rovnice jadrovej reakcie sa musí dodržiavať zostatok medzi: \\ t

– sumy hmotnostných čísel (horné indexy),

– súčet atómových čísel (nižšie indexy).

Príklad:

Objavovaná forma zaznamenávania rovnice jadrovej reakcie:

vľavo - pôvodný nuklid,

vpravo - konečný nuklid,

v držiakoch medzi nimi: častica spôsobuje túto transformáciu, potom sa častica emitovaná ako výsledok.

Notácia: a (ALPHA častice), P (Proton), N (neutrón), D (Deutéria Core - Deuteron), atď.

Príklad: 23 Na (p, n) 23 mg pre reakciu

11 Na +1 H → 12 mg +0 N

Nukleóny v jadre sú pevne držané jadrovými silami. S cieľom odstrániť jadro z jadra, musíte urobiť veľa práce, t.j., informovať jadro na značnú energiu.

Väzbová energia atómového jadra E SV charakterizuje intenzitu interakcie nukleónov v jadre a je rovná maximálnej energii, ktorá musí byť vylúčená, aby sa zdieľali jadro na samostatné non-konzumné jadrá bez posolstva kinetickej energie. Každé jadro má svoju vlastnú energiu dlhopisov. Čím viac táto energia, stabilnejšie atómové jadro. Presné merania masy jadra ukazujú, že hmotnosť zvyšku jadra M Vždy menej ako súčet masy mieru, ktorý predstavuje jeho protóny a neutróny. Tieto rozdielne hmotnosti sa nazývajú hmotnostná chyba:

Je to táto časť hmotnosti DT, ktorá sa stratí, keď je zvýraznená väzbová energia. Uplatňovanie zákona o vzťahu medzi hmotnosťou a energiou, dostaneme:

kde m n je hmotnosť atómu vodíka.

Takáto výmena je vhodná pre osady a vypočítaná chyba vyplývajúca z toho je nevýznamná. Ak v komunikačnej energii vzorec na náhradu DT v A.E.M. Pre to EDB Môžeš písať:

Dôležitá informácia Vlastnosti jadier obsahuje závislosť špecifickej energie komunikácie z masového čísla A.

Špecifická lepenie Energia E UD - Core Väzba Energia účtovníctvo pre 1 jadra:

Na obr. 116 znázorňuje vyhladeného harmonogramu experimentálne zavedených závislostí e UD z A.

Krivka na obrázku má slabo vyjadrené maximum. Najvyššia špecifická komunikačná energia má prvky s hmotnými číslami od 50 do 60 (železo a prvky blízkych). Krásne tieto prvky sú najstabilnejšie.

Z grafu možno vidieť, že reakcia separácie ťažkých jadier na jadre prvkov strednej časti tabuľky D. MENDELEEV, ako aj reakcia syntézy ľahkých jadier (vodík, hélium ) Do ťažšieho - energeticky prospešné reakcie, pretože sú sprevádzané tvorbou stabilnejšieho jadier (s veľkým E UD), a preto postupujú s uvoľňovaním energie (E\u003e 0).

Jadrová energia. Modely jadra.

Jadrový Sila interakcie medzi jadrami; Poskytnite väčšiu veľkosť väzbovej energie jadier v porovnaní s inými systémami. Ya. S. sú naib. Dôležitý a spoločný príklad silná interakcia (Sv). Akonáhle tieto koncepty boli synonymom a termín "silná interakcia" bola zavedená, aby sa zdôraznil obrovský rozsah ya. P. V porovnaní s ostatnými známymi silkami: el.-magn., Slabý, gravitačný. Po otvorení P. -, r. - a atď. Mesons, hypero-nový atď. herry Termín "silná interakcia" sa začala uplatňovať v širšom zmysle - ako interakcia hadrónov. V sedemdesiatych rokoch. quantum Chromodynamic (QCD) bola založená ako všeobecne akceptovaná mikroskopická. Teória sv. Podľa tejto teórie sú hadróny kompozitné časticeskladajúci sa z kvarky a gluóny A pod kĺbmi začali pochopiť tieto fondam. Častice.

Drip Model jadra - jeden z najstarších modelov budovy atómového jadra, navrhnutý spoločnosťou Niels Bow v roku 1936, v rámci teórie kompozitného jadra, vyvinutý Yakov Frenkel a v budúcnosti John Wheeler, na základe ktorého Karl Wezsecker bol prvýkrát získaný polo empirickým vzorcom pre viazanú energiu atómu jadra, nazvaná na jeho počesť vAIZIZAGECKER FORMULÁR.

Podľa tejto teórie môže byť atómové jadro reprezentované ako sférické jednotne nabité kvapky zo špeciálnej jadrovej hmoty, ktorá má niektoré vlastnosti, ako je napríklad nepresnosť, saturácia jadrových síl, "odparovanie" nukleónov (neutrónov a protónov), podobá tekutine . V tejto súvislosti, niektoré iné vlastnosti kvapky kvapaliny môžu byť rozšírené na takéto jadro, ako je povrchové napätie, drvenie kvapiek na menšie (jadrové rozdelenie), zlúčenie malých kvapiek do jednej veľkej (jadrá syntéza). Vzhľadom na tieto vlastnosti spoločné pre kvapalný a jadrový materiál, ako aj špecifické vlastnosti týchto vlastností, ktoré vyplývajú z princípu Pauli a prítomnosti elektrického náboja, môže získať polo empirický vzorec Wezsecker, ktorý umožňuje výpočet Základná energia, a teda jeho hmotnosť, ak je známe jeho nukleóny ( celkový počet Nukleóny (hmotnostné číslo) a počet protónov v jadre).