เมื่อคำนวณมวลของนิวเคลียสของยูเรเนียม - 235 เราสามารถลบมวลของอิเล็กตรอนออกจากมวลที่กำหนดของอะตอมยูเรเนียม - 235 ได้หรือไม่?

เมื่อคำนวณมวลของนิวเคลียสของยูเรเนียม - 235 เราสามารถลบมวลของอิเล็กตรอนออกจากมวลที่กำหนดของอะตอมยูเรเนียม - 235 ได้หรือไม่?
Anonim

ตอบ:

ใช่.

พลังงานที่จับกับไฟฟ้าสถิตของอิเล็กตรอนนั้นมีปริมาณเพียงเล็กน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับมวลนิวเคลียร์

คำอธิบาย:

เรารู้ว่าถ้าเราเปรียบเทียบมวลรวมทั้งหมดของนิวเคลียสกับผลรวมของมวลบุคคลของนิวเคลียสเหล่านี้ทั้งหมดเราจะพบว่า

มวลรวมน้อยกว่าผลรวมของมวลบุคคล.

สิ่งนี้เรียกว่าข้อบกพร่องของมวลหรือบางครั้งเรียกว่ามวลส่วนเกิน

มันหมายถึงพลังงานที่ถูกปล่อยออกมาเมื่อนิวเคลียสถูกสร้างขึ้นเรียกว่าพลังงานการรวมตัวของนิวเคลียส

เรามาประเมินพลังงานการจับตัวของอิเล็กตรอนกับนิวเคลียส

ยกตัวอย่างอาร์กอนที่มีโอกาสเกิดไอออไนเซชันสำหรับอิเล็กตรอน 18 ตัวที่นี่

อะตอมของอาร์กอนมี 18 โปรตอนดังนั้นมันจึงมีประจุ # 18e ^ + # พลังงานไอออไนเซชันรวม 18 อิเล็กตรอนคือ # approx14398eV #

พลังงานไอออไนเซชันที่เกิดขึ้นจริงสำหรับการเอาอิเล็กตรอน 92 ทั้งหมดของยูเรเนียม - 235 จำเป็นต้องคำนวณด้วยการหาผลรวมของพลังงานไอออไนเซชันของอิเล็กตรอนแต่ละ ตอนนี้เรารู้แล้วว่าอิเล็กตรอนทุกตัวน่าจะอยู่ห่างจากนิวเคลียสอย่างชาญฉลาด อย่างไรก็ตามด้วยการเพิ่มขึ้นของขนาดประจุของ orbitals ภายในจะมีขนาดเล็ก

ในการประเมินเราใช้ปัจจัยคูณ # = "จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดในอะตอมยูเรเนียม" / 18 #

#:. "พลังงานไอออไนเซชันทั้งหมดสำหรับ 92 อิเล็กตรอนของ U" โดยประมาณ "(พลังงานไอออไนเซชันทั้งหมดสำหรับ 18 อิเล็กตรอนอาร์กอน)" xx 92/18 #

ด้านขวาของการประมาณ # = 14398xx92 / 18approx0.073590MeV #

เรารู้ว่า # 1 a.m.u.- = http: // 12 "ของ C" ^ 12 "atom" = 1.6606xx10 ^ -27kg #

และ 1:00 น. ด้วยความช่วยเหลือของ

ดังเช่นการประเมินพลังงานที่มีผลผูกพันกับไฟฟ้าสถิตของอิเล็กตรอน 92 ตัวไปยังนิวเคลียสของยูเรเนียม# 0.07359 / 931.5approx 7.9xx10 ^ -5am คุณ #

นี่เป็นปริมาณที่น้อยมากเมื่อเทียบกับมวลของนิวเคลียสที่เล็กที่สุดและสามารถเพิกเฉยได้สำหรับทุกวัตถุประสงค์