Нуклоны энергия связи в ядре гелия

Вторая основная характеристика атома — массовое число, равное сумме чисел протонов и нейтронов в ядре. Массовое число близко по величине к массе атома, выраженной в атомных единицах. Это получается в результате компенсирующего влияния двух факторов. С одной стороны, массы нуклонов (а. е. м.), как видно из табл. 1, несколько превышают единицу (на величину порядка 0,008). С другой стороны, происходит примерно такое же уменьшение массы в расчете на один нуклон при слиянии нейтронов и протонов в атомное ядро. Это уменьшение, известное как дефект массы, в соответствии с законом об эквивалентности массы и энергии (1.23) определяет энергию связи атомного ядра, т. е. энергию, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на составляющие его протоны и нейтроны. Например, энергия связи ядра гелия составляет 28,2 МэВ (28,2 млн. электрон-вольт или мегаэлектрон-вольт), В соответствии с уравнением (1.23) дефект массы при образовании ядра гелия составляет [c.24]

Атомные ядра включают N нейтронов и Z протонов. Параметры и свойства атомных ядер влияют на протекание химических процессов, так как масса, заряд, энергия связи, устойчивость и ядерный спин ядра в значительной мере определяют свойства атома в целом. Отметим прежде всего, что с помощью масс-спектроскопических методов можно обнаружить разность ме кду массой ядра и массой, найденной простым суммированием масс составляющих его нуклонов, — так называемый дефект массы Ат. Энергетический эквивалент дефекта массы представляет собой энергию связи нуклонов в ядре. Ат = = 1,0078 Z+1,0087 N —т. Для ядра гелия Ат = 0,03 а. е. м., что соответствует 27,9 МэВ. Энергия связи ядра химического элемента приблизительно линейно зависит от массового числа A=--Z- -N. Если построить график зависимости средней энергии связи па один нуклон от массового числа, наблюдается максимум при средних значениях массового числа. Таким образом, ядра со средним массовым числом более устойчивы, чем тяжелые или легкие. Следует отметить, что тяжелые ядра богаче нейтронами, чем легкие. При Z>84 уже не существует стабильных ядер. Различают следующие виды ядер изотопы (равные Z, неравные N), изотоны (неравные Z, равные N), изобары (неравные Z, неравные N, равные А), изомеры (равные Z и N, однако внутренняя энергия неодинакова). Для нечетных А имеется лишь одно стабильное ядро, а для четных — несколько стабильных ядер изобаров (правило изобар Маттауха). [c.34]

Определить энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядрах гелия-4, лития-6, лития-7. [c.9]

Масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, входящих в это ядро. Разность между массами ядра и нуклонов называется дефектом массы. Например, масса изотопа гелия равна 4,0015 атомной единице массы (а. е. м.), в то время как сумма масс двух протонов и двух нейтронов составляет 4,0319 а. е. м., соответственно дефект массы равен 0,0304 а. е. м. Дефект массы определяет устойчивость атомных ядер и энергию связи нуклонов в ядре. Он соответствует энергии, [c.32]

Если обратить уравнение (20.27), то станет ясно, что для расщепления одного ядра гелия-4 на изолированные протоны и нейтроны потребуется энергия в 4,52-10 Дж. Таким образом, энергия, вычисленная по дефекту массы, является мерой устойчивости ядра к расщеплению на индивидуальньсе нуклоны. Энергию, необходимую для разложения ядра на протоны и нейтроны, называют энергией связи ядра. [c.261]

Задача 2-13. Дайте определение понятиям энергия связи ядра и дефект массы. Каким образом можно рассчитать эту энергию через дефект массы Рассчитайте энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядре атома гелия. [c.22]

Для ядра гелия Ат л 0,030 ат. ед. этому значению соответствует энергия 27,9 МэВ. Дефект массы, или энергия связи, ядра химического элемента приблизительно линейно зависит от числа нуклонов А. Зависимость энергии связи, приходящейся на один нуклон, от числа нуклонов А имеет максимум при средних атомных весах. Средние по весу ядра стабильнее, чем более легкие и более тяжелые тяжелые ядра относительно богаче нейтронами, чем легкие. При 2 > 84 стабильные ядра не существуют. [c.40]

Согласно уравнению (1.11) уменьшение массы на 0,0304 а. е. м. при образовании ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов соответствует выделению энергии 28,2 МэВ. Соответственно средняя энергия связи в ядре на один нуклон равна примерно 7 МэВ. Энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз превышает энергию связи атомов в молекуле. [c.33]

Масса ядра всегда меньше суммы масс нуклонов, входящих в это ядро. Разность между массами ядра и нуклонов называют дефектом массы. Например, масса изотопа гелия равна 4,0015 атомных единиц массы (а.е.м), в то время как сумма масс двух протонов и двух нейтронов составляет 4,0319 а.е.м., соответственно дефект массы равен 0,0304 а.е.м. Дефект массы определяет устойчивость атомных ядер и энергию связи нуклонов в ядре. Он соответствует энергии, которая выделяется при образовании ядра из протонов и нейтронов и может быть рассчитана по уравнению Эйнштейна [c.399]

Согласно этому уравнению, уменьшение массы на 0,0304 а.е.м. при образовании ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов соответствует выделению энергии 4,52-10 Дж или 2,72-10 кДж на 1 моль ядер гелия. Соответственно средняя энергия связи в ядре гелия на 1 моль нуклонов составляет 6,8-10 кДж, т. е. в миллион раз превышает энергию связи атомов в молекулах. [c.399]

Согласно этому соотношению уменьшение массы на 0,030376 а. е. м. при образовании ядра гелия из двух протонов и двух нейтронов соответствует выделению огромного количества энергии в 28, 2 МэВ (1 МэВ = 10 эВ). Отсюда средняя энергия связи в ядре на один нуклон составляет примерно 7 МэВ. Энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз превышает энергию связи атомов в молекуле ( 5 эВ). Поэтому-то при химических превращениях веществ атомные ядра не изменяются. [c.9]

Атомное ядро — образование очень прочное. Полная энергия. связи нуклонов выражает собой ту работу, какую необходимо затратить для отрыва друг от друга всех протонов и нейтронов данного ядра (как бы провести полную разборку ядра на нуклоны по отдельности). Найдено, что указанная энергия для атома гелия составляет 28,2 Мэе , для ядра атома кислорода— 127,2 Мэе, а у урана — 1780 Мэе и т. д. Для сравнения отметим, что энергия химической связи имеет порядок 10 эв. Мы видим, что энергия связи нуклонов в ядре в миллионы раз выше энергий химических связей в молекулах простых и сложных веществ. [c.13]

Примером особой прочности чётно-чётных ядер является ядро гелия зНе, для которого средняя энергия связи на один нуклон Мэе, тогда как для других лёгких ядер [c.41]

На фоне медленного изменения энергии связи в расчете на один нуклон (е) при внимательном рассмотрении графика на рис. 5 можно обнаружить интересные детали. В области легких элементов значения е для четных 4 в общем заметно больше среднего значения е для соседних нечетных 4. Та же закономерность справедлива и для более высоких массовых чисел. Некоторые нарушения монотонного хода кривой (например, при 4. 88) отражают не ошибки измерений, а надежно установленную физическую реальность. Они будут обсуждены позднее в связи с рассмотрением ядерных оболочек. Среди наиболее легких ядер наблюдается нерегулярное изменение энергии связи на один нуклон. В частности, энергии связи гНе, и зО очень высоки (см. рис. 5а). Это обстоятельство имеет важное значение. Дело в том, что энергия, излучаемая Солнцем, возникает, по-видимому, в результате ряда ядерных превращений, суммарный эффект которых сводится к весьма экзоэнергетическому процессу образования атомов гелия из атомов водорода. Энергетически выгодно также деление наиболее тяжелых ядер на два примерно равных осколка, так как ядра, расположенные вблизи середины периодической системы, имеют наибольшую энергию связи на один нуклон. Имеются доказательства, что центральная часть Земли состоит в основном из железа и никеля повышенная распространенность этих элементов хорошо согласуется с наличием максимума на кривой ядерной стабильности в области 4 60 (см. гл. XV, раздел Б). [c.36]

Средняя энергия связи на один нуклон достигает наивысшей величины 8,8 Л1эб у ядер средних по массе элементов Сг, Ре, Ы , Си, и др.). Затем она уменьшается, у ядер самых тяжелых элементов снижается до 7,5 Мэе (ТЬ, и, Ыр, Ри и др.), т. е. уменьшается более чем на 1 Мэе на нуклон по сравнению с ядрами средних по массе элементов. Таким образом, ядра атомов средних по массе элементов наиболее устойчивы. У гелия, например, ядро настолько устойчиво, что не разлагается даже на Солнце. [c.469]

Для химических превращений величина энергии не превосходит 10 эрг г, что отвечает ничтожному изменению массы в 10 -Ядерные энергетические эффекты в миллионы раз больше и сопровождаются заметными изменениями массы, которые могут быть оценены сотыми и десятыми долями процента. Величина энергии связи нуклонов ядра на примере ядра гелия может быть количественно оценена исходя из следующих данных. Сравнение атомных весов гелия (Aiне =4,00390), водорода (Мн= 1,00812) и нейтрона М =1,00893) показывает, что содержащиеся в ядре гелия два протона и два нейтрона имеют массу на О, 03020 единиц атомного веса меньшую, чем сумма их в Свободном состоянии. Такому уменьшению массы отвечает выделение энергии, равной 2,714 10 дж. на один грамм-атом гелия. Соответственно, для того чтобы разрушить ядро гелия и перевести грамм-атом гелия в совокупность свободных протонов и нейтронов, необходимо затратить указанное количество энергии. [c.19]

GSE, поэтому 1 электрон-вольт (аз) равняется 1,6 10 эрг. Отсюда легко сосчитать, что энергия, выделяющаяся при образовании одного ядра гелия, равняется 28,1 Мэе (миллионов электрон-вольт), а средняя энергия связи одного нуклона в ядре гелия приблизительно равна 7 Мэе. [c.27]

Сравнение атомных весов гелия (Мне=4,00390), водорода (М = = 1,00812) н нейтрона (М = 1,00893) показывает, что содержащиеся в ядре гелия два протона и два нейтрона имеют массу, меньшую, чем сумма их в свободном состоянии. Уменьшение массы на 0,03020 единицы атомного веса отвечает выделению энергии, равной 2,714-10 эргов на один грамм-атол] гелия. Такое же количество энерх ии нужно затратить, чтобы разрушить ядро гелия и перевести грамм-атом гелия в совокупность свободных протонов и нейтронов. Полученная величина энергии, следовательно, дает количественную оценку энергии связи нуклонов ядра гелия. [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология