Comprensión de la energía vinculante
La energía de unión es la energía que mantiene los nucleones (protones y neutrones) juntos en un núcleo atómico. Es una medida de la estabilidad del núcleo. Una energía de unión más alta significa un núcleo más estable.
conceptos clave
* Defecto de masa: La masa de un núcleo siempre es ligeramente * menos * que la suma de las masas de sus protones y neutrones individuales. Esta diferencia en la masa se llama *defecto de masa *.
* Einstein's Famous Ecation: E =MC² relata la masa (m) y la energía (e). El defecto de masa se convierte en energía, que es la energía de unión.
Pasos de cálculo
1. Determine las masas:
* Encuentra la masa de los protones y neutrones individuales que componen el núcleo. Puede buscarlos en la tabla periódica o en una tabla de nucleidos.
* Encuentra la masa de todo el núcleo.
* Calcule el defecto de masa:
* Defecto de masa =(masa de protones + masa de neutrones) - masa de núcleo
2. Convierta el defecto de masa en energía de unión:
* Use la ecuación de Einstein (E =Mc²) donde:
* E =energía de unión
* M =defecto de masa (asegúrese de que esté en kilogramos)
* C =Velocidad de luz (299,792,458 m/s)
3. Unidades:
*La energía de unión generalmente se expresa en unidades de *Voltios Mega-Electron (MEV) *. Es posible que deba convertir de Joules (J) a MEV:
* 1 MeV =1.602 × 10⁻¹³ J
Ejemplo
Calculemos la energía de unión de un núcleo de helio-4 (⁴he):
* Masa de 2 protones: 2 × 1.007276 u =2.014552 u
* Masa de 2 neutrones: 2 × 1.008665 u =2.017330 u
* Masa de ⁴he núcleo: 4.001506 u
* Defecto de masa: (2.014552 U + 2.017330 U) - 4.001506 U =0.030376 U
Convertir a MEV:
* 1 u =1.66054 × 10⁻²⁷ kg
* Defecto de masa en kg =0.030376 U × (1.66054 × 10⁻²⁷ kg/u) =5.0443 × 10⁻²⁹ kg
* Energía de unión =(5.0443 × 10⁻²⁹ kg) × (299,792,458 m/s) ²
* Energía de unión ≈ 4.53 × 10⁻¹² J
* Energía de unión ≈ 28.2 MeV
Puntos clave:
* La energía de unión es una cantidad positiva.
* Una energía de unión más alta por nucleón indica una mayor estabilidad.
* La energía de unión es un factor importante en las reacciones nucleares y la estabilidad nuclear.
