Masing-masing massa dalam amu proton, neutron, dan atom nckel-60 adalah 1.00728, 1.00867, dan 59.9308. Apakah kerosakan massa atom nikel-60 dalam g?

Jawapan:

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

Penjelasan:

Anda cari kecacatan massa, # Deltam #, yang ditakrifkan sebagai beza yang wujud di antara jisim atom nukleus dan jumlah jisim nukleonnya, iaitu proton dan neutronnya.

Idea di sini ialah bahawa tenaga itu dia dibebaskan apabila nukleus dibentuk akan penurunan jisimnya seperti yang digambarkan oleh persamaan terkenal Albert Einstein #E = m * c ^ 2 #.

Dalam hal ini, anda boleh mengatakan bahawa jisim sebenar nukleus akan sentiasa ada lebih rendah daripada jisim tambah nukleonnya.

Matlamat anda di sini adalah untuk memikirkan jumlah jisim daripada proton dan neutron yang membentuk nukleus nukleus-60 dan tolakkannya daripada jisim nukleus atom yang diketahui.

Dapatkan jadual berkala dan cari nikel, # "Ni" #. Anda akan dapati unsur yang terletak dalam tempoh 4, kumpulan 10. Nikel mempunyai nombor atom, # Z #, sama dengan #28#, yang bermaksud bahawa nukleusnya mengandungi #28# proton.

Isotop mempunyai nikel-60 nombor massa, # A #, sama dengan #60#, yang bermaksud bahawa nukleusnya juga mengandungi

#A = Z + "nombor neutron" #

# "bilangan neutron" = 60 - 28 = "32 neutron" #

Oleh itu, jumlah jisim proton akan jadi

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

Jumlah jisim neutron akan jadi

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

The jumlah jisim daripada nukleus akan

#m_ "total" = m_ "proton" + m_ "neutron" #

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

Kerosakan massa akan sama dengan

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

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

Sekarang, untuk menyatakan ini dalam gram, gunakan takrif unit jisim atom bersatu, # "u" #, iaitu

#color (ungu) (| warna (putih) (a / a) warna (hitam) ("1 u" = 1.660539 * 10 ^ (- 24)) |))) #

Dalam kes anda, anda akan ada

# 0.55048 warna (merah) (batalkan (warna (hitam) ("u"))) * (1.660539 * 10 ^ (- 24) "g") / (1color "warna" (warna hijau) (a / a) warna (hitam) (9.1409 * 10 ^ (- 25) "g") warna (putih)) |))) #

Jawapan:

Kecacatan massa adalah # 9.141xx10 ^ {- 25} "g / atom" #.

Penjelasan:

Kekurangan massa adalah jumlah jisim yang hilang apabila proton dan neutron bergabung untuk membentuk nukleus. Proton dan neutron menjadi terikat antara satu sama lain, dan tenaga mengikat yang dibebaskan muncul sebagai massa yang hilang kerana hubungannya # E = mc ^ 2 #. Oleh itu, apabila kita bercakap tentang kecacatan massa kita benar-benar bermaksud mengikat tenaga.

Nickel-60 mempunyai bilangan massa 60 dan nombor atom 28, jadi 28 proton dan 32 neutron terikat bersama. Jisim zarah geee diberikan oleh:

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

Bandingkan dengan jisim nikel-60 yang diberikan # = 59.9308 "g / mol" #. Ambil nombor dan bulat ke pelbagai #0.0001# yang sepadan dengan ketepatan yang diberikan jisim nukel atom:

Kecacatan besar = # 60.48128-59.9308 = 0.5505 "g / mol" #

Perhatikan unit-unit. Untuk mendapatkan gram per atom dibahagikan dengan Nombor Avogadro:

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

Kembali ke dasar molar dan lihat berapa banyak tenaga yang ada di dalamnya # "J / mol" #. Satu joule adalah # 1000 "g" # masa beramai-ramai # 1 "m / s" ^ 2 # masa pecutan # 1 "m" # jarak:

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

Ini sangat besar daripada perubahan tenaga yang berkaitan dengan tindak balas kimia. Ini menunjukkan potensi tenaga nuklear dan proses berdasarkannya.