La energía de unión es la energía requerida para separar los nucleones (protones y neutrones) en el núcleo de un átomo. Es una medida de cuán fuertemente se mantiene el núcleo unido. Así es como puedes calcularlo:
1. Defecto de masa:
* Determine la masa de los nucleones individuales: Encuentre la masa de los protones y neutrones en el núcleo. Puede buscarlos en una tabla periódica o en una tabla de masas atómicas.
* Calcule la masa total de los nucleones: Multiplique el número de protones por la masa de un protón y el número de neutrones por la masa de un neutrón.
* Encuentre el defecto de masa: Resta la masa real del núcleo (que se encuentra en una tabla periódica) de la masa total de los nucleones que calculó. Esta diferencia en la masa se llama defecto de masa.
2. La famosa ecuación de Einstein:
* Convierta el defecto de masa en energía: Use la famosa ecuación de Einstein, E =Mc², para convertir el defecto de masa (en unidades de masa atómica, amu) en energía.
* e es la energía unida (en Joules)
* m es el defecto de masa (en kg)
* c es la velocidad de la luz (299,792,458 m/s)
Aquí hay un desglose de la fórmula y las unidades:
* E (energía de unión) =Δm (defecto de masa) × c² (velocidad de luz cuadrada)
* ΔM =(z × m_p + n × m_n) - m_atom
* z es el número atómico (número de protones)
* n es el número de neutrones
* m_p es la masa de un protón (1.007276 amu)
* m_n es la masa de un neutrón (1.008665 amu)
* m_atom es la masa real del átomo (amu)
Ejemplo:
Calculemos la energía de unión del helio-4 (⁴He):
1. Defecto de masa:
* z =2 (Número de protones)
* n =2 (Número de neutrones)
* m_p =1.007276 amu
* m_n =1.008665 amu
* m_atom =4.002603 amu
* ΔM =(2 × 1.007276 + 2 × 1.008665) - 4.002603 =0.030379 amu
2. Energía de unión:
* e =0.030379 amu × (1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg/amu) × (299,792,458 m/s) ²
* E ≈ 4.54 × 10⁻¹² J
Notas importantes:
* unidades: Recuerde usar las unidades apropiadas para la masa (kg) y la velocidad de la luz (m/s). Es posible que deba convertir AMU a kilogramos utilizando el factor de conversión 1 AMU =1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg.
* Energía de unión por nucleón: Puede calcular la energía de unión por nucleón dividiendo la energía de unión total por el número total de nucleones en el núcleo. Este valor le da una medida de la estabilidad del núcleo.
Este cálculo puede parecer complejo al principio, pero con la práctica, ¡podrá calcular la energía de unión con facilidad!
