Cấu tạo hạt nhân, độ hụt khối và năng lượng liên kết là những kiến thức lý thuyết cơ bản nhất của chương hạt nhân nguyên tử.
CẤU TẠO HẠT NHÂN-ĐỘ HỤT KHỐI -NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT ( HAY VÀ ĐẦY ĐỦ)
Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các hạt nuclôn. Có 2 loại nuclôn :
Nếu 1 nguyên tố X có số thứ tự Z trong bảng tuần hoàn Menđêlêép thì hạt nhân nó chứa Z proton và N nơtron. Kí hiệu : (_{Z}^{A}textrm{X})
Với : Z gọi là nguyên tử số
A = Z + N gọi là số khối hay số nuclon.
Kích thước hạt nhân: hạt nhân nguyên tử xem như hình cầu có bán kính phụ thuộc vào số khối A theo công thức:
là những nguyên tử mà hạt nhân của chúng có cùng số prôtôn Z, nhưng số khối A khác nhau. Ví dụ:
Hidrô có ba đồng vị (_{1}^{1}textrm{H}) ; (_{1}^{2}textrm{H}) ( (_{1}^{2}textrm{D}) ) ; (_{1}^{3}textrm{H}) ( (_{1}^{3}textrm{T}) ).
+ đồng vị bền : trong thiên nhiên có khoảng 300 đồng vị loại này .
+ đồng vị phóng xạ ( không bền) : có khoảng vài nghìn đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo .
Đơn vị khối lượng nguyên tử: kí hiệu là u ; 1u = 1,66055.10-27kg. Khối lượng 1 nuclôn xấp xỉ bằng 1u.(1(u)=frac{k.luongnguyentu _{6}^{12}textrm{C}}{12}=1,66055.10^{-27}(kg))
Người ta còn dùng ((frac{MeV}{c^{2}})) làm đơn vị đo khối lượng.Ta có
1(u) = 931,5 ((frac{MeV}{c^{2}})) = 1,66055.10-27(kg)
Theo Anhxtanh, một vật có khối lượng m0 khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với tốc độ v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với (m=frac{m_{0}}{sqrt{1-frac{v^{2}}{c^{2}}}}) . Trong đó m0 gọi là khối lượng nghỉ và m gọi là khối lượng động.
Khối lượng của hạt nhân còn được đo bằng đơn vị : ((frac{MeV}{c^{2}})) ; 1u = 931 ((frac{MeV}{c^{2}}))
1(u) = 931,5 ((frac{MeV}{c^{2}}))= 1,66055.10-27(kg)
2. Lực hạt nhân : Lực hạt nhân là lực hút rất mạnh giữa các nuclôn trong một hạt nhân.
– chỉ có tác dụng khi khoảng cách giữa các nuclôn ≤ 10-15(m)
– không phụ thuộc vào điện tích,không phải là lực hấp dẫn
1. Độ hụt khối của hạt nhân : (_{Z}^{A}textrm{X})Khối lượng hạt nhân (m_{hn}) luôn nhỏ hơn tổng khối lượng các nuclôn là m 0 tạo thành hạt nhân đó một lượng (Delta m).
(Delta m=m_{0}-m_{X}=Z.m_{p}+(A-Z).m_{n}-m_{X})
Năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng tỏa ra khi tổng hợp các nuclôn riêng lẻ thành một hạt nhân(hay năng lượng thu vào để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng.rẽ
.(W_{lk}=Delta m.c^{2}=left [ Z.m_{p}+(A-Z).m_{n}-m_{X} right ].c^{2})
Năng lượng liên kết riêng: là năng lượng liên kết tính bình quân cho 1 nuclôn có trong hạt nhân.
(frac{W_{lk}}{A}=frac{left [ Z.m_{p}+(A-Z).m_{n}-m_{X} right ]c^{2}}{A})
+ Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.
Câu 1. Hạt nhân (_{27}^{60}textrm{Co}) có cấu tạo gồm:
A. 33 prôton và 27 nơtron; B. 27 prôton và 60 nơtron
C. 27 prôton và 33 nơtron; D. 33 prôton và 27 nơtron
Câu 2. Biết số Avôgađrô là 6,02.10 23mol-1, khối lượng mol của hạt nhân urani (_{92}^{238}textrm{U}) là 238 gam/mol. Số nơtron trong 119 gam (_{92}^{238}textrm{U}) là
A. 2,2.10 25 hạt B. 1,2.10 25 hạt
C. 8,8.10 25 hạt D. 4,4.10 25 hạt
A. 3,952.10 23hạt B. 4,595.10 23 hạt
C. 4.952.10 23 hạt D. 5,925.10 23 hạt
Câu 4. Hạt nhân (_{11}^{23}textrm{Na}) có
A. 23 prôtôn và 11 nơtron. B. 11 prôtôn và 12 nơtron.
C. 2 prôtôn và 11 nơtron. D. 11 prôtôn và 23 nơtron.
Câu 5. Hạt nhân nào sau đây có 125 nơtron ?
A. (_{11}^{23}textrm{Na}) . B. (_{92}^{238}textrm{U}) . C. (_{86}^{222}textrm{Ra}) . D. (_{84}^{209}textrm{Po}).
A. các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng số khối khác nhau.
B. các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số nơtron nhưng số khối khác nhau.
C. các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số nôtron nhưng số prôtôn khác nhau.
D. các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số nuclôn nhưng khác khối lượng.
Câu 7. Các nguyên tử được gọi là đồng vị khi hạt nhân của chúng có
A. cùng số prôtôn. B. cùng số nơtron.
Câu 8. Trong hạt nhân (_{6}^{14}textrm{C}) có
A. 8 prôtôn và 6 nơtron. B. 6 prôtôn và 14 nơtron.
Câu 9. Nguyên tử của đồng vị phóng xạ (_{92}^{235}textrm{U}) có :
A. 92 electron và tổng số prôton và electron bằng 235
B. 92 prôton và tổng số nơtron và electron bằng 235
C. 92 prôton và tổng số prôton và nơtron bằng 235
D. 92 nơtron và tổng số prôton và electron bằng 235
Câu 10. Các hạt nhân đồng vị là các hạt nhân có
B. cùng số prôtôn nhưng khác số nơtron.
D. cùng só nuclôn nhưng khác số nơtron.
Câu 11. Trong hạt nhân nguyên tử (_{84}^{210}textrm{Po}) có
Câu 12. Định nghĩa sau đây về đơn vị khối lượng nguyên tử là đúng ?
A. u bằng khối lượng của một nguyên tử (_{1}^{1}textrm{H}).
B. u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử (_{6}^{12}textrm{C}).
C. u bằng (frac{1}{2}) khối lượng của một hạt nhân nguyên tử (_{6}^{12}textrm{C}).
D. u bằng (frac{1}{2}) khối lượng của một nguyên tử (_{6}^{12}textrm{C}) .
Câu 13. Sử dụng công thức về bán kính hạt nhân với =1,23fm, hãy cho biết bán kính hạt nhân (_{82}^{207}textrm{Pb}) lớn hơn bán kính hạt nhân (_{13}^{27}textrm{Al}) bao nhiêu lần?
A. hơn 2,5 lần B. hơn 2 lần C. gần 2 lần D. 1,5 lần
Câu 14. Chọn câu đúng đối với hạt nhân nguyên tử
A. Khối lượng hạt nhân xem như khối lượng nguyên tử
B. Bán kính hạt nhân xem như bán kính nguyên tử
C. Hạt nhân nguyên tử gồm các hạt proton và electron
D. Lực tĩnh điện liên kết các nucleon trong hạt nhân
Câu 15. Chọn câu đúng. Lực hạt nhân là:
A. Lực liên giữa các nuclon B. Lực tĩnh điện.
C. Lực liên giữa các nơtron. D. Lực liên giữa các prôtôn.
Câu 16. Số nơtron trong hạt nhân (_{13}^{27}textrm{Al}) là bao nhiêu?
A. 13. B. 14. C. 27. D. 40.
Câu 17. Các nuclôn trong hạt nhân nguyên tử (_{11}^{23}textrm{Na}) gồm
A. 11 prôtôn. B. 11 prôtôn và 12 nơtrôn.
C. 12 nơtrôn. D. 12 prôtôn và 11 nơtrôn.
Câu 18. Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân:
A. có cùng khối lượng. B. cùng số Z, khác số A.
C. cùng số Z, cùng số A. D. cùng số A
Câu 19. Phát biểu nào sau đây là sai?
A. 1u = 1/12 khối lượng của đồng vị (_{6}^{12}textrm{C}) . B. 1u = 1,66055.10-31 kg.
C. 1u = 931,5 MeV/c 2 D. Tất cả đều sai.
Câu 20. Lực hạt nhân là lực nào sau đây?
A. lực điện. B. lực tương tác giữa các nuclôn.
C. lực từ. D. lực tương tác giữa Prôtôn và êléctron
Câu 21. Bản chất lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân là
A. lực tĩnh điện B. lực hấp dẫn
C. lực tĩnh điện D. lực tương tác mạnh
Câu 22. Phạm vi tác dụng của lực tương tác mạnh trong hạt nhân là
A. 10-13 cm B. 10-8 cm C. 10-10 cm D. Vô hạn
A. (_{2}^{4}textrm{He}) . B.(_{92}^{235}textrm{U}) . C. (_{26}^{56}textrm{Fe}) D. (_{137}^{55}textrm{Cs}) .