Temat:
SKŁAD JĄDRA ATOMOWEGO
ORAZ IZOTOPY
MODELE
MODELE
BUDOWY
BUDOWY
ATOMU
ATOMU
model atomu
Thomsona
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
model atomu
Rutherforda
+
MODELE
MODELE
BUDOWY
BUDOWY
ATOMU
ATOMU
model atomu Bohra
przestrzeń,
w której z
określonym
prawdopodobieństw
em możemy spotkać
elektron
kwantowy model atomu
• Symbol jądra atomowego oznaczamy
podobnie jak symbol pierwiastka.
A – liczba masowa
Z – liczba atomowa
(porządkowa)
liczba protonów
liczba neutronów
X
A
Z
Z
p
Z
A
n
C
12
6
- węgiel C-12
• Atomy tego samego pierwiastka występują
w kilku odmianach zwanych izotopami.
• Wszystkie izotopy tego samego pierwiastka
mają identyczną liczbę (p) protonów w
jądrze, ale różnią się liczbą (n) neutronów.
Np. Izotopy węgla:
C
12
6
- węgiel C-12
- węgiel C-14
C
14
6
• Izotopy atomu wodoru:
H
1
1
- Wodór (a)
- Deuter (b)
- Tryt (c)
H
2
1
H
3
1
• rozmiar atomu
• rozmiar jądra
m
10
10
m
15
10
• rozmiar jądra
atomowego, przy
założeniu, że jest
kulą, wynosi:
3
0
A
r
r
m
r
15
0
10
23
,
1
Masa i Energia
Masa i Energia
Masę wyraża się kilogramach
[kg]
, jednak
dla atomu (oraz jego składników) masę
często podaje się w atomowych jednostkach
masy
[u]
kg
u
27
10
66054
,
1
1
1 u = masy obojętnego atomu
węgla
C
12
6
12
1
u [ajm, jma]
kg [x10
-27
]
Proton
1,007276
1,6726
Neutron
1,008665
1,6746
elektron
0,000549
0,091
Deficyt masy
Deficyt masy
•
Deficyt masy (defekt masy)
m
p
+ m
p
+ m
n
+ m
n
M
j
(He)
Energia wiązania
Energia wiązania
Masę jądra podaję się w jednostkach
energii (zgodnie ze wzorem Einsteina)
2
0
0
c
m
E
2
mc
E
W
Energię wiązania oblicza się z
zależności
gdzie: m - deficyt masy, c – prędkość
światła
Energia wiązania jądra zatem jest wielkością
równą pracy, którą należałoby wykonać, aby
rozdzielić jądro na poszczególne nukleony bez
nadania im energii kinetycznej
- Średnia energia wiązania - jest
to energia
wiązania przypadająca na jeden
nukleon
A
E
W
Daje nam informację o trwałości jądra - im większa jest
jej wartość tym trwalsze jest jądro.
2
1
1 c
u
E
u
J
11
10
97
,
14
Jednostką energii jest [J], można też wyrazić w [eV]
elektronowoltach
J
eV
19
10
6
,
1
1
MeV
E
u
5
,
931
1
Przykład:
Dla jądra Helu (cząstka alfa) deficyt masy wynosi
m = 4,01388u – 4,00153u = 0,01235u
a) Zamieniając na kilogramy otrzymujemy m =
0,0205077x10
-27
kg
mnożymy przez c
2
i otrzymujemy 0,18457 x10
-11
J
(jeśli chcemy w eV to dzielimy przez e i otrzymujemy
11,52 MeV)
b) Możemy skorzystać z zależności 0,01235u x 931,5
MeV i otrzymujemy 11,51 MeV
Zadanie
• Masa jądra uranu
235
U wynosi
235,04392u. Jaką wartość ma masa
jądra wyrażona w kilogramach,
dżulach i elektronowoltach.