Cheatsheet Voor Nucleaire Chemie (Radioactiviteit)
Nucleaire chemie of radioactiviteit deals. Er zijn protonen
en neutronen in de kern van atomen. Protonen zijn positief geladen
en neutronen zijn neutrale deeltjes. Omdat dezelfde deeltjes elkaar
afstoten, stoten protonen elkaar af. Neutronen geplaatst tussen
protonen en verminderen de afstotingskracht tussen protonen. De
verhouding tussen het aantal protonen en neutronen in de kern laat
zien of het atoom stabiel of instabiel is. Als;
n0/p+≈1 dan
is het atoom stabiel
n0/p+<1 of n0/p+>1,5
De kern van atomen is onstabiel en we noemen deze atomen
radioactieve elementen.
Onstabiele atomen doen sommige kernreacties zoals straling of
verval en worden stabiele atomen. We kunnen radioactiviteit
verklaren onder twee titels, natuurlijke nucleaire reacties en
kunstmatige nucleaire reacties. In natuurlijke reacties doen
instabiele atomen straling en worden stabiele atomen. Bij
kunstmatige reacties kunnen onstabiele atomen echter kunstmatig
worden omgezet in stabiele atomen.
Verschillen tussen chemische reacties en nucleaire reacties: (C.R:
chemische reactie, N.R: nucleaire reactie)
- Bij chemische reacties worden atomen
georganiseerd door chemische bindingen te verbreken en nieuwe te
vormen. Integendeel, elementen of isotopen van elementen kunnen
in kernreacties andere elementen worden.
- In C.R spelen alleen
valentie-elektronen een rol bij het verbreken en vormen van
bindingen, maar in N.R spelen protonen, neutronen en elektronen
een rol.
- IN C.R. soorten atomen zijn
geconserveerd, maar in N.R. kunnen soorten atomen worden
gewijzigd.
- Massa wordt bewaard in C.R. maar
massa is niet behouden in N.R.
De onderstaande grafiek toont de stabiliteit van de kern;
Natuurlijke
Nucleaire Reacties En Radioactief Verval
1. Alfa-Verval (Straling):
Alfa (α) deeltjes kunnen Helium-4-kernen (24He+2)
worden genoemd. Na alfa-verval neemt het atoomnummer van de kern af
met 2 en neemt het massagetal af met 4 en neemt het aantal neutronen
ook af met 2.
2. Bèta-Verval (Straling):
Bètastraling wordt gevormd tijdens de omzetting van één neutron in
één proton. Na dit proces geproduceerd deeltje is elektron. We tonen
het in nucleaire reacties met Griekse letter "β-"
01n → 11p + -10e(β-)
3. Positron Verval (straling):
Het wordt ook wel beta-positief verval genoemd. Het wordt aangegeven
met +10e of β+. Positron verval
is conversie van één proton naar één neutron.
11p → 01n + +10e
4. Gamma-Verval (Straling):
Gammastraling zijn elektromagnetische golven met een korte
golflengte. Gamma-verval treedt op na andere straling om overtollige
energie van de kern uit te zenden om stabiel te worden.
Gammastraling wordt weergegeven met " γ".
5. Elektronenopname:
Sommige kernen vangen één elektron op de binnenste schil ervan. Dit
elektron converteert één proton naar één neutron in de kern.
11p + -10e → 01n
Kunstmatige
Radioactiviteit Splijting En Fusie
1. Nucleaire Splijting:
Nucleaire splijting is een nucleaire reactie waarbij
atoomkern in kleinere deeltjes wordt gesplitst. Nucleus met
massagetal groter dan 200 vervalt neutronen en splitst in elementen
met kleinere massagetallen.
2. Nucleaire fusie:
Meer dan één kern, met kleine atoommassa's, wordt gecombineerd om
zwaardere nieuwe kern te vormen. Nucleaire fusie is ook exotherme
reacties en energie die vrijkomt bij deze reacties is groter dan
energie die vrijkomt bij splijtingsreacties. Integendeel, er moet
een grote hoeveelheid energie zijn om fusiereacties te starten. In
waterstofbom zien we fusiereacties.
Halfwaardetijd
En Radioactieve Vervaltarieven
Halfwaardetijd: instabiele kern vervalt
radioactief en vermindert zijn massa. Halftijd is de tijd die
nodig is om de helft van de massa radioactieve materie te laten
vergaan. Het is afhankelijk van materietypes of n / p verhouding.
Als de initiële massa van materie m0 is, heeft het na t
tijd massa m, en als de halfwaardetijd van materie t(1/2)
is;
wanneer t=t(1/2) m=m0/2
Onderstaande afbeelding toont de hoeveelheid massa naarmate de
tijd verstrijkt;
Na de eerste helft neemt de massa af tot m0/2, na de
tweede helft neemt de helft van de vorige waarde af. Als we het
als vergelijking schrijven, krijgen we;
m=m0/2n
Waar "n" het aantal halfwaardetijden is,
n=t/t(1/2)
Tarief Van Verval:
De snelheid van verval is het aantal gedesintegreerde nucleus in
tijdseenheid. De snelheid van verval hangt af van de halfwaardetijd
en de massa van de materie.
- De snelheid van verval is omgekeerd
evenredig met de halfwaardetijd van materie. Als massa's van
twee zaken gelijk zijn, heeft materie met een kleinere
halfwaardetijd een hoger verval.
- De snelheid van verval is recht
evenredig met de massa radioactieve materie.
- Omdat de massa materie afneemt in het
vervalproces, neemt de snelheid van verval ook af met de tijd.
De relatie tussen halfwaardetijd en verval is;
k=0,693/t(1/2)
waarbij k de snelheid van verval is en t(1/2)
de halfwaardetijd is.
Nucleaire
Chemie (Radioactiviteit) Examens En Probleem Oplossingen
