Ядерная химия (радиоактивность)

Ядерная химия (радиоактивность)

Физико-химические изменения не меняют структуру ядра. И наоборот, ядерная химия или радиоактивность имеют дело с изменениями в структуре ядра. В ядрах атомов присутствуют протоны и нейтроны. Протоны заряжены положительно, а нейтроны являются нейтральными частицами. Поскольку одни и те же частицы отталкивают друг друга, протоны отталкивают друг друга. Нейтроны расположены между протонами и уменьшают силу отталкивания между протонами. Соотношение между числом протонов и нейтронов в ядре указывает, является ли атом стабильным или нестабильным. Если;

n⁰/p⁺≈1, то атом «стабилен»

Ядра атомов n⁰/p⁺<1 или n⁰/p⁺>1,5 «нестабильны», и мы называем эти атомы радиоактивными элементами.

Нестабильные атомы делают некоторые ядерные реакции, такие как излучение или распад, и становятся стабильными атомами. Мы можем объяснить радиоактивность под двумя названиями: «естественные ядерные реакции» и «искусственные ядерные реакции». В естественных реакциях нестабильные атомы излучают и становятся стабильными атомами. Однако в искусственных реакциях нестабильные атомы могут быть искусственно превращены в стабильные атомы.

Пример: определить, является ли ₂₀⁴⁰Ca стабильным или нет.

Сумма количества протонов и нейтронов дает нам массовое число (показано в левом верхнем углу элемента).

n + p = массовое число

20+n=40

n=20

где n - число нейтронов, а p - число протонов. Это соотношение между n и p равно;

n⁰/p⁺=20/20=1

Поскольку отношение равно 1, ₂₀⁴⁰Ca является стабильным атомом.

Пример: определить, является ли ₉₂²³²U стабильным или нет.

n + p = массовое число

92+n=232

n=140

где n - число нейтронов, а p - число протонов. Это соотношение между n и p равно;

n⁰/p⁺=140/92=1,6

Поскольку отношение больше 1, ₉₂²³²U имеет нестабильное ядро и является радиоактивным элементом.

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Энергия, которая держит их вместе, называется энергией связи. Если эта энергия высока, то атом более устойчив.
Если соединение является радиоактивным, по меньшей мере один из элементов этого соединения является радиоактивным.
Радиоактивность атомов не зависит от температуры, давления, света, переноса электронов и т. Д. (Каких-либо физических или химических изменений)

Пример: элементы K, L, M и N образуют соединения KL, K₂N и KM. Если KL и K₂N радиоактивны, а КМ не является радиоактивным соединением, выясните, являются ли следующие соединения радиоактивными или нет.

I. K₂

II. K₂L

III. N₂M

IV. KN

Решение:

Если соединение является радиоактивным, по крайней мере один из элементов этого соединения должен быть радиоактивным. Поскольку КМ не радиоактивен, К и М не являются радиоактивными элементами. Если K₂N и KL радиоактивны, то N и L должны быть радиоактивными элементами.

K₂ не радиоактивен, но K₂L, N₂M и KN являются радиоактивными соединениями из-за радиоактивного элемента N.

Различия между химическими реакциями и ядерными реакциями: (C.R: химическая реакция, N.R: ядерная реакция)

В химических реакциях атомы организуются путем разрыва химических связей и образования новых. Наоборот, элементы или изотопы элементов могут превращаться в другие элементы в ядерных реакциях.
В C.R только валентные электроны играют роль в разрыве и образовании связей, однако в N.R играют роль протоны, нейтроны и электроны.
В C.R. типы атомов сохраняются, но в N.R типы атомов могут быть изменены.
Масса сохраняется в C.R., но масса не сохраняется в N.R.

График, приведенный ниже, показывает стабильность ядра;

Стабильное ядро с атомным номером от 1 <атомная масса <20 имеет отношение n / p≈1, ядро в этой области имеет равное количество протонов и нейтронов, чтобы стать стабильным.
Стабильное ядро с атомным номером от 20 <Атомная масса <83 имеет отношение n / p> 1. В этой области число протонов увеличивается, и отталкивание между ними также увеличивается. Чтобы уравновесить эту силу, число нейтронов также должно увеличиться.
Ядро с атомным номером более 83 имеет большое количество протонов и силу отталкивания между протонами. Поскольку сила слишком велика, количество нейтронов не может их сбалансировать, а ядро остается нестабильным. Таким образом, можно сказать, что ядра с атомным номером более 83 нестабильны.

Ядерная химия (радиоактивность) Экзамены и решение проблем