--- Bài mới hơn ---
Hạt Nhân, Khối Lượng Hạt Nhân, Tính Chất Và Cấu Tạo Hạt Nhân
Tìm Hiểu Về Cách Cấu Tạo Hợp Âm Từ Dễ Tới Khó
Cấu Tạo Của Hợp Âm
Cấu Tạo Hợp Âm Đẩy Đủ (Hợp Âm 7, 9, 11, 13)
Làm Cách Nào Để Biết Được Cấu Tạo Hợp Âm
Bài viết trình bày kỹ lý thuyết về cấu tạo hạt nhân, độ hụt khối và năng lượng liên kết. sau đó đến bài tập có lời giải chi tiết và những bài tư luyện.
CẤU TẠO HẠT NHÂN, ĐỘ HỤT KHỐI, NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
* Nguyên tử có cấu tạo rỗng gồm một hạt nhân mang điện tích dương ở giữa và e chuyển động xung quanh
* Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ những hạt nhỏ gọi là nuclôn. Có hai loại nuclôn:
– Prôtôn kí hiệu là p mang điện tích nguyên tố dương.
– Nơtrôn kí hiêu là n năng lượng không mang điện tích.
* Một nguyên tố có nguyên tử số Z thì:
– vỏ nguyên tử có Z electron
– hạt nhân có N nơtron và Z prôtôn
* Tổng số A = Z + N gọi là số khối
* Một nguyên tử hay hạt nhân của nguyên tố X kí hiệu là: (_{Z}^{A}textrm{X})
Ví dụ. Hạt nhân (_{11}^{23}textrm{Na}) có 11 proton và (23 – 11) = 12 notron
Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtron N khác nhau nên số khối A cũng khác nhau.
Ví dụ. Hiđrô có 3 đồng vị : hiđrô thường (_{1}^{1}textrm{H}) ; đơteri (_{1}^{2}textrm{H}) (hay (_{1}^{2}textrm{D}) ) và triti (_{1}^{3}textrm{H}) (hay (_{1}^{3}textrm{T}) ).
Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh). Lực hạt nhân có tác dụng liên kết các nuclôn với nhau
* Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện, nó không phụ thuộc vào điện tích các nuclôn.
* Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, có cường độ rất lớn, còn gọi là lực tương tác mạnh.
* Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (khoảng 10-15 m).
1. Đơn vị khối lượng hạt nhân
Trong vật lí hạt nhân, khối lượng thường được đo bằng đơn vị khối lượng nguyên tử. Kí hiệu là u. Theo định nghĩa, u có trị số bằng (frac{1}{12}) khối lượng của đồng vị cacbon (_{6}^{12}textrm{C})
(1u=frac{1}{12}m_{C}=frac{1}{12}.frac{12}{6,023.10^{23}}) (gam) ≈ 1,66.10 27 kg
2. Khối lượng và năng lượng hạt nhân
Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c 2 theo biểu thức:
c là tốc độ ánh sáng trong chân không có giá trị c = 3.10 8 m/s.
MeV/c 2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân.
* Một vật có khối lượng m0 khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với (m=frac{m_{0}}{sqrt{1-frac{v^{2}}{c^{2}}}})
Trong đó m0: khối lượng nghỉ và m là khối lượng động.
* Năng lượng toàn phần: (E=mc^{2}-frac{m_{0}c^{2}}{sqrt{1-frac{v^{2}}{c^{2}}}})
III. ĐỘ HỤT KHỐI, NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN
* Xét một hạt nhân (_{Z}^{A}textrm{X}) có Z proton và N notron, khi các nuclon chưa liên kết để tạo thành hạt nhân thì khối lượng của hạt nhân chính là khối lượng của các nuclon, có giá trị m0 = Z.mP + N.mN
* Sau khi các nuclon liên kết thì hạt nhân có khối lượng là m, thực nghiệm chứng tỏ m < m 0.
Đại lượng Δm = m0 – m, được gọi là độ hụt khối hạt nhân.
Từ đó ta có: (Delta m=(Z.m_{p}+N.m_{n})-m)
Hạt nhân có 2 proton và 2 nơtron.
Độ hụt khối Δm = m 0 – m = 4,049527 – 4,0015 = 0,048027u
2. Năng lượng liên kết hạt nhân
Theo thuyết tương đối, hệ các nuclôn ban đầu có năng lượng E 0 = c^{2})
Là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn, kí hiệu là ε và được cho bởi công thức ε = ΔE/A
Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
Tìm độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân Liti (_{3}^{7}textrm{Li}) . Biết khối lượng nguyên tử Liti, nơtron và prôtôn có khối lượng lần lượt là: mLi = 7,0160u; mN = 1,0087u và mP = 1,0073u. Biết 1u = 931,5 MeV/c2
Hạt nhân (_{3}^{7}textrm{Li}) có 3 proton và 4 nơtron. Khi đó:
Độ hụt khối: Δm = m 0 – m = 7,08299 – 7,0160 = 0,06699 u
Năng lượng liên kết của hạt nhân là: ΔE = Δm.c 2 = 0,06699 uc 2 = 0,06699.931,5 = 62,401185 MeV
Năng lượng liên kết hạt nhân (_{2}^{4}textrm{H}) là ∆E He= Δm He.c 2 = 0,0305 uc 2 = 0,0305.931,5 = 28,41075 MeV
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân (_{2}^{4}textrm{H}) là
(varepsilon _{He}=frac{Delta E_{He}}{4})=7,1027 MeV/nuclon
Độ hụt khối hạt nhân:
Năng lượng liên kết hạt nhân (_{8}^{16}textrm{O}) là
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân (_{8}^{16}textrm{O}) là
Ví dụ 3:Hạt nhân Natri có kí hiệu (_{11}^{23}textrm{Na}) và khôí lượng của nó là
a) Tính số hạt notron có trong hạt nhân Na.
b) Tính số nuclon có trong 11,5 (g) Na.
c) Tính độ hụt khối và năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Na.
a) Số notron của Na: N* = 23 – 11 = 12.
b) Số mol Na có trong 11,5 (g) Na:(n=frac{11,5}{23}=0,5)
Số nguyên tử chứa trong đó: N = n.N A = 0,5.6,02.10 23 = 3,01.10 23.
Mỗi nguyên tử Na có 23 nuclon, vậy trong từng đó nguyên tử thì số nuclon là
c) Độ hụt khối: Δm = 11.1,0073 + 13.1,0087 – 22,9837 = 0,201 (u)
Năng lượng liên kết của Na: E lk = 0,201.931 = 187 (MeV).
Khối lượng nguyên tử của rađi Ra 226 là m = 226,0254u.
a) Hãy chỉ ra thành phần cấu tạo hạt nhân Rađi ?
b) Tính ra kg của 1 mol nguyên tử Rađi, khối lượng 1 hạt nhân, 1 mol hạt nhân Rađi?
c) Tìm khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân được tính theo công thức r = r 0.A 1/3, với r 0 = 1,4.10-15 m, A là số khối.
d) Tính năng lượng liên kết của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng, biết
a) Rađi hạt nhân có 88 prôton, N = 226 – 88 = 138 nơtron
Khối lượng một mol :
Khối lượng một hạt nhân :
Khối lượng 1mol hạt nhân :
Khối lượng riêng của hạt nhân
(D=frac{m}{V}=frac{Am_{p}}{4pi r{r_{0}}^{3}frac{A}{3}}=frac{3m_{p}}{4pi r{r_{0}}^{3}}approx 1,45.10^{17}kg/m^{3})
d) Tính năng lượng liên kết của hạt nhân
ΔE = 1,8107.931 = 1685 MeV
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân (varepsilon =frac{Delta E}{A})= 7, 4557 MeV/nu.
Câu 1. Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi
A. prôtôn, nơtron và êlectron. B. nơtron và êlectron.
Câu 2. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ
A. các prôtôn. B. các nơtrôn. C. các nuclôn. D. các electrôn.
Câu 3. Hạt nhân nguyên tử (_{Z}^{A}textrm{X}) được cấu tạo gồm
B. Số nuclôn bằng số khối A của hạt nhân.
D. Hạt nhân trung hòa về điện.
Câu 5. Trong hạt nhân nguyên tử (_{6}^{14}textrm{C}) có
Câu 6. Hạt nhân (_{11}^{24}textrm{Na}) có
Câu 7. Hạt nhân (_{13}^{27}textrm{Al}) có
Câu 8. Hạt nhân (_{92}^{238}textrm{U}) có cấu tạo gồm
A. 238p và 92n. B. 92p và 238n. C. 238p và 146n. D. 92p và 146n.
Câu 10. Kí hiệu của hạt nhân nguyên tử X có 3 proton và 4 notron là
A. (_{3}^{4}textrm{X}) . B. (_{3}^{7}textrm{X}). C. (_{4}^{7}textrm{X}). D. (_{7}^{3}textrm{X}).
Câu 11. Các chất đồng vị là các nguyên tố có
B. cùng nguyên tử số nhưng khác số nuclôn.
D. cùng điện tích hạt nhân nhưng khác số nơtrôn.
A. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số khối A bằng nhau.
B. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số prôton bằng nhau, số nơtron khác nhau.
C. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số nơtron bằng nhau, số prôton khác nhau.
D. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có khối lượng bằng nhau.
Câu 13. Các đồng vị của cùng một nguyên tố thì
A. có cùng khối lượng. B. có cùng số Z, khác số A.
Câu 14. Các đồng vị của cùng một nguyên tố thì có cùng
A. khối lượng nguyên tử B. số nơtron.
Câu 15. Số nguyên tử có trong 2 (g) (_{5}^{10}textrm{Bo}) là
--- Bài cũ hơn ---
Bài 35. Tính Chất Và Cấu Tạo Hạt Nhân
Thông Số Kỹ Thuật Họng Tiếp Nước Chữa Cháy 4 Cửa
Cấu Tạo Và Chức Năng Của Hệ Hô Hấp
Bài 20. Hô Hấp Và Các Cơ Quan Hô Hấp
Cấu Tạo Và Nhiệm Vụ Cơ Quan Hô Hấp
