Дано:
Атомное число: Z = 8 (кислород имеет 8 протонов)
Массовое число: A = 16
Атомная масса протона: m(п) = 1.00728 а.е.м.
Атомная масса нейтрона: m(н) = 1.00866 а.е.м.
Атомная масса ядра кислорода: m(О) = 15.99491 а.е.м.
Найти:
a) Число нуклонов, протонов и нейтронов в атоме ядра 1680.
б) Дефект масс и энергию связи атома ядра 1680.
в) Удельную энергию связи ядра 16/8О.
Решение:
a) Число нуклонов в атоме ядра:
A = Z + N, где Z - количество протонов, N - количество нейтронов.
Из изотопической формулы следует, что число нейтронов равно разнице между массовым числом и атомным числом:
N = A - Z = 16 - 8 = 8.
Таким образом, число нуклонов равно A = 16, протонов Z = 8, и нейтронов N = 8.
б) Дефект масс можно рассчитать по формуле:
Δm = Z*m(п) + N*m(н) - m(A),
где Z - количество протонов, N - количество нейтронов, m(п) - атомная масса протона, m(н) - атомная масса нейтрона, m(A) - атомная масса ядра.
Подставим известные значения и рассчитаем дефект масс:
Δm = 8*1.00728 + 8*1.00866 - 15.99491 ≈ 0.12607 а.е.м.
Энергию связи можно найти, умножив дефект масс на квадрат скорости света:
E = Δm*c^2,
где c - скорость света.
Подставим значение скорости света (c = 3*10^8 м/с) и рассчитаем энергию связи:
E = 0.12607* (3*10^8)^2 ≈ 1.13463*10^-11 Дж.
в) Удельная энергия связи вычисляется как отношение энергии связи к числу нуклонов:
Удельная энергия связи = E / A,
где E - энергия связи, A - число нуклонов.
Подставим известные значения и рассчитаем удельную энергию связи:
Удельная энергия связи = 1.13463*10^-11 / 16 ≈ 7.09144*10^-13 Дж.
Ответ:
а) Число нуклонов: A = 16, протонов: Z = 8, нейтронов: N = 8.
б) Дефект масс: Δm ≈ 0.12607 а.е.м., энергия связи: E ≈ 1.13463*10^-11 Дж.
в) Удельная энергия связи: примерно 7.09144*10^-13 Дж.