Masa particulelor într-o stare legată. Masele nucleului formează mase nucleonice. Cu toate acestea, masa nucleului este mai mică decât masa totală a nucleonilor constituenți ai nucleonilor, deoarece nucleonii sunt într-o stare legată. Apariția unei stări legate este posibilă numai sub acțiunea forțelor atractive care mențin particulele într-un volum limitat. Munca forțelor de atracție face ca sistemul de particule să treacă la o stare cu o energie de repaus inferioară, însoțită de transferul unei cantități echivalente de energie liberă către alte corpuri sau prin radiația sa în spațiul cosmic. În viitor, stabilitatea stării de legare este asigurată de minimul relativ de energie al sistemului sau de energia lui obligatorie egală cu energia pierdută. Procesul invers de împărțire a sistemului unui sistem legat în părțile componente ale acestuia este posibil numai cu influență externă și obținerea din exterior a unei cantități de energie care lipsește pentru a realiza munca împotriva forțelor de atracție care țin particulele într-o stare legată. Prin urmare, nucleele constând din nucleoni, atomi constând din nuclee și electroni, molecule formate din atomi, au energii de odihnă mai mici, adică masele mai mici decât masele totale ale particulelor constituente în stare liberă.
Din cele de mai sus rezultă că producerea energiei libere este posibilă numai atunci când se formează stări legate de particule în anumite procese, de exemplu în reacțiile nucleare și chimice datorate unei scăderi a masei particulelor. Cantitatea de energie eliberată în acest caz este legată de pierderea de masă prin relația:
Deși această relație este universală, de fapt, pe experiența a fost testat numai pentru masele de nuclee atomice. Măsurarea energiei eliberate de obicei, nu provoacă dificultăți. Dar măsurarea este posibilă numai atunci când o parte semnificativă a masei de particule libere, iar acest lucru depinde atât de masa de particule, precum și amploarea forțelor care furnizează particule de obligațiuni. De exemplu, energia electrică la distanțe între tarifele atomice de ordinul 10 -8 cm, ceea ce este tipic de molecule care sunt relativ slabe și energia de legare chimică corespunzătoare lor este atât de mică încât nu există metode existente nu pot detecta variația masei moleculare în comparație cu masele de atomii constituenți într-un liber condiție. Dimpotrivă, forțele nucleare sunt foarte mari, iar energiile corespunzătoare în legătură per particulă este de cel puțin 10 de 6 ori mai mare decât energia legăturilor moleculare. În acest caz, scăderea masei în formarea stărilor legate este puțin mai mică de 1% din masa de particule în stare liberă și pot fi înregistrate în mod corespunzător în experiment.
Masa nucleului și masa atomului. Fizica nucleară utilizează de obicei nu mase de nuclee, ci mase de atomi neutri. Acest lucru se explică prin imposibilitatea de a măsura masele de nuclee fără electronii conectați cu ei de aproape toți atomii, excluzând cei mai ușori. De obicei, ionizarea atomilor este însoțită de separarea unuia sau mai multor electroni. Reacțiile nucleare produc, de asemenea, atomi slab ionizați, nu nucleele lor. Chiar și atunci când fiziționează nuclee grele, atunci când două nuclee nou formate părăsesc volumul atomului inițial la viteză mare, ele îndepărtează mai mult de jumătate din electronii atomici.
În cadrul acurateței metodelor de măsurare existente, masa unui atom neutru este egală cu suma masei nucleului și a electronilor care formează atomul, deși în principiu masa atomului ar trebui determinată din relația:
unde u este masa nucleului și a electronului;
Z este numărul de electroni atomici;
- energia de legare a nucleului și a electronilor, numită energia de legare a electronilor.
Valorile qi sunt bine cunoscute pentru toți electronii de orice atom și sunt egali cu:
Cu toate acestea, cantitatea este neglijabil mică în comparație cu și practic nu afectează masa atomului.
Astfel, masa nucleului cu o mare precizie este egală cu diferența dintre masa unui atom și masa electronilor atomici. Numărul de electroni atomici este întotdeauna cunoscut, deoarece este egal cu sarcina nucleului, astfel încât manipularea masei de atomi neutri nu provoacă inconveniente în fizica nucleară.
Unitatea de masă. Masele de atomi sunt măsurate în unități relative sau în mase atomice. Unitatea de masă atomică mu este de 1/12 din masa nucleului 12 C. Valoarea sa absolută este:
Echivalentul energetic al unei unități de masă atomică este:
Adoptarea scării de 12 C pentru masele atomice a pus capăt existenței unităților chimice și fizice ale masei atomice. Cu toate acestea, masele chimice diferă de masele fizice, deoarece chimic se referă la un amestec natural de izotopi de elemente, iar masele fizice sunt întotdeauna mase atomice de nuclei individuali. Masele atomice chimice pot fi obținute din masele atomice ale nuclidelor, ținând cont de abundența în natură a izotopilor elementului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: