Question

Укажите число электронов, протонов и нейтронов в атоме азота 14 7 N. Найдите дефект масс атома азота в а.е.м. и в кг. Масса протона 1,00728 а.е.м., масса нейтрона 1,00866 а.е.м. Масса атома азота 14,00307 а.е.м. Подсказываю: Для нахождения массы ядра атома из массы атома вычитаем массу электронов. Масса электрона 0,00055 а.е.м. Найдите энергию связи ядра атома кислорода в Джоулях и в МэВ

Answer 1

Протонов и электронов 7

Нейтронов тоже 7

Дефект масс в аем и кг

7*1,00728+7*1,00866+7*0,00055 - 14,00307 = 0.11 аем = 1.8 * 10^(-28) кг

Энергия связи ядра - дефект масс без электронов, помноженный на c^2

7*1,00728+7*1,00866 - (14,00307-7*0,00055) = 0.11 аем = 1.8 * 10^(-28) кг

Отличий между двумя дефектами практически нет из-за пренебрежимо малой массы электронов

В джоулях 1.8 * 10^(-28) * 9*10^16 = 1.62 * 10^(-11)

В МэВ = 1.62 * 10^(-11)/ (1.6*10^(-13)) =101.2 МэВ

Answer 2

Давайте рассмотрим структуру атома азота (N):

1. Число протонов (Z): Это число равно атомному номеру элемента и для азота равно 7. 2. Число электронов: Так как атом нейтрален с электрической точки зрения, число электронов также равно числу протонов, то есть 7. 3. Число нейтронов (N): Число нейтронов можно найти, вычитая число протонов из массового числа атома. Для азота с атомным номером 7 и массовым числом 14:

\[ N = \text{массовое число} - \text{атомный номер} = 14 - 7 = 7 \]

Таким образом, у атома азота 7 нейтронов.

Теперь найдем дефект масс:

Дефект массы (\( \Delta m \)) можно вычислить как разницу между массой атома и суммой масс его протонов и нейтронов:

\[ \Delta m = (\text{масса атома} - \text{масса электронов}) - (\text{масса протона} \times \text{число протонов} + \text{масса нейтрона} \times \text{число нейтронов}) \]

\[ \Delta m = (14.00307 - 0.00055) - (1.00728 \times 7 + 1.00866 \times 7) \]

Вычислите эту разницу, чтобы получить дефект массы в атомных единицах массы (а.е.м.).

Теперь, если вы хотите перевести дефект массы в килограммы, используйте массу одной атомной единицы массы (1 а.е.м. = \(1.660539040 \times 10^{-27}\) кг) и умножьте на число дефектов масс:

\[ \text{Масса в кг} = \Delta m \times (1.660539040 \times 10^{-27}) \]

Чтобы найти энергию связи ядра атома азота, используем известную формулу:

\[ E = \Delta m \times c^2 \]

где \( c \) - скорость света (\( 3.00 \times 10^8 \, \text{м/с} \)). Полученную энергию можно выразить как в джоулях, так и в мегаэлектронвольтах (МэВ), учитывая, что \( 1 \, \text{эВ} = 1.60218 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \).