Quando calcoliamo la massa di un nucleo di uranio-235, possiamo semplicemente sottrarre la massa degli elettroni dalla massa data di un atomo di uranio-235?

Quando calcoliamo la massa di un nucleo di uranio-235, possiamo semplicemente sottrarre la massa degli elettroni dalla massa data di un atomo di uranio-235?
Anonim

Risposta:

Sì.

L'energia di legame elettrostatico degli elettroni è una piccola quantità rispetto alla massa nucleare e, quindi, può essere ignorata.

Spiegazione:

Sappiamo che se confrontiamo la massa combinata di tutti i nucleoni con la somma delle singole masse di tutti questi nucleoni, lo troveremo

la massa combinata è inferiore alla somma delle singole masse.

Questo è noto come difetto di massa o talvolta anche chiamato eccesso di massa.

Rappresenta l'energia che è stata rilasciata quando il nucleo è stato formato, chiamato energia di legame del nucleo.

Valutiamo l'energia di legame degli elettroni al nucleo.

Prendiamo l'esempio dell'Argon per il quale vengono dati i potenziali di ionizzazione per i suoi 18 elettroni qui.

L'atomo di argon ha 18 protoni e quindi ha carica di # 18e ^ + # L'energia di ionizzazione totale per 18 elettroni è # # Approx14398eV

L'energia di ionizzazione effettiva per rimuovere tutti i 92 elettroni di uranio-235 deve essere calcolata sommando l'energia di ionizzazione di ciascun elettrone. Ora sappiamo che tutti gli elettroni si trovano probabil- mente più lontani dal nucleo. Tuttavia con l'aumento della dimensione della carica nucleare degli orbitali interni diventa piccolo.

Per fare una valutazione usiamo un fattore moltiplicativo # = "Numero di elettroni totali nell'atomo di uranio" / 18 #

#:. "Energia di ionizzazione totale per 92 elettroni di U" circa "(Energia di ionizzazione totale per 18 elettroni di Argon)" xx 92/18 #

Lato destro dell'approssimazione # = 14398xx92 / 18approx0.073590MeV #

Lo sappiamo # 1 a.m.u.- = http: // 12 "di C" ^ 12 "atomo" = 1.6606xx10 ^ -27kg #

e anche 1 a.m.u. con l'aiuto di

Come tale l'energia di legame elettrostatica valutata di 92 elettroni al nucleo di uranio è intorno# 0.07359 / 931.5approx 7.9xx10 ^ -5am u #

Questa è una quantità molto piccola anche se confrontata con la massa del nucleo più piccolo e quindi può essere ignorata per tutti gli scopi pratici.