Les masses respectives a l’amu del protó, el neutró i l’atoma nckel-60 són 1.00728, 1.00867 i 59.9308. Què és el defecte massiu de l'àtom de níquel-60 en g?

Resposta:

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

Explicació:

Està buscant defecte massiu, # Deltam #, que es defineix com el diferència que existeix entre la massa atòmica d’un nucli i la massa total dels seus nucleones, és a dir, dels seus protons i neutrons.

La idea aquí és que energia això és alliberat quan el nucli es forma es farà disminuir la seva massa tal com es descriu a la famosa equació d'Albert Einstein #E = m * c ^ 2 #.

En aquest sentit, es pot dir que sempre serà la massa real del nucli més baix que la massa afegida dels seus nucleones.

El vostre objectiu aquí és esbrinar-ho massa total dels protons i neutrons que formen un nucli de níquel-60 i el resten de la massa atòmica coneguda del nucli.

Agafa una taula periòdica i cerca níquel, # "Ni" #. Trobareu l’element ubicat al període 4, grup 10. El níquel té un nombre atòmic, # Z #, igual a #28#, el que significa que el seu nucli conté #28# protons.

L’isòtop de níquel-60 té un nombre de massa, # A #, igual a #60#, el que significa que el seu nucli també conté

#A = Z + "número de neutrons" #

# "núm. de neutrons" = 60 - 28 = "32 neutrons" # 60

Així doncs, la massa total del protons serà

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

La massa total del neutrons serà

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

El massa total dels nuclions seran

#m_ "total" = m_ "protons" + m_ "neutrons" #

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

El defecte massiu serà igual a

#Deltam = m_ "total" - m_ "actual" #

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

Ara, per expressar-ho grams, utilitzeu la definició de la unitat de massa atòmica unificada, # "u" #, el qual és

#color (morat) (| bar (ul (color (blanc) (color / a) (negre) ("1 u" = 1.660539 * 10 ^ (- 24) "g" de color (blanc) (a / a)) |))) #

En el teu cas, ho tindràs

# 0.55048 color (vermell) (cancel·lar (color (negre) ("u"))) * (1.660539 * 10 ^ (- 24) "g") / (1 color (vermell) (cancel·lar (color (negre) ("u ")))) = color (verd) (| bar (ul (color (blanc) (a / a) color (negre) (9.1409 * 10 ^ (- 25)" g "color (blanc) (a / a) |))) #

Resposta:

El defecte massiu és # 9.141xx10 ^ {- 25} "g / atomo" # #.

Explicació:

El defecte massiu és la quantitat de massa que es perd quan els protons i els neutrons es combinen per formar un nucli. Els protons i els neutrons s'uneixen l'un a l'altre, i l'energia d'enquadernació que es publica es mostra com la massa es perd a causa de la relació # E = mc ^ 2 #. Així, quan parlem de defecte massiu, volem dir l'energia vinculant.

El níquel-60 té un nombre de massa de 60 i un nombre atòmic de 28, de manera que 28 protons i 32 neutrons estan units entre si. La massa de les partícules gee es dóna per:

# (28xx1.00728) + (32xx1.00867) = 60.48128 "g / mol" #

Compareu això amb la massa atòmica donada del níquel-60 # = 59.9308 "g / mol" #. Preneu la referència i la variable a un múltiple de #0.0001# coincidint amb la precisió donada de la massa atòmica de nuckel:

Defecte massiu = # 60.48128-59.9308 = 0.5505 "g / mol" #

Tingueu en compte les unitats. Per obtenir grams per àtom dividir pel nombre d'Avogadro:

# {0.5505 "g / mol"} / {6.022xx10 ^ {23} "àtoms / mol"} = 9.141xx10 ^ {- 25} "g / àtom" #.

Tornar a la base molar i veure quanta energia es troba # "J / mol" #. Un joule és # 1000 "g" # # temps massius # 1 "m / s" ^ 2 # temps d’acceleració # 1 "m" distància:

# E = mc ^ 2 = {0.5505 "g / mol" xx (299792458 "m / s") ^ 2xx1 "J"} / {1000 "gm" ^ 2 / "s" ^ 2} = 4.948xx10 ^ {13 } "J / mol" #

Això és tremendament més gran que els canvis d’energia associats a les reaccions químiques. Això mostra el poder potencial de la força i els processos nuclears basats en ella.