Chương VII: Tính chất và cấu tạo của hạt nhân, vật lý hạt nhân

Rate this post

Chương VII: Tính chất và cấu tạo của hạt nhân, vật lý hạt nhân

Chương VII: Năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân

Hạt nhân gồm các hạt cơ bản là proton và nơtron (neutron) gọi chung là các hạt nuclon. Kích thước của hạt nhân rất nhỏ (10-14 – 10-15 m)

1/ Cấu tạo nguyên tử

  • Nguyên tử được cấu tạo bởi các electron và hạt nhân.
Chương VII: Tính chất và cấu tạo của hạt nhân, vật lý hạt nhân

Chương VII: Tính chất và cấu tạo của hạt nhân, vật lý hạt nhân

Bên trong hạt nhân gồm 2 loại hạt cơ bản là proton mang điện dương và nơtron không mang điện tên gọi chung của hạt proton và hạt nơtron là các hạt nuclon

Các hạt electron chuyển động xung quanh hạt nhân với vận tốc rất lớn tạo thành lớp vỏ nguyên tử
Tính chất và cấu tạo của hạt nhân, vật lý hạt nhân

  • Điện tích 1 hạt proton = | điện tích 1 hạt electron | = + 1,6.10-19C
  • Điện tích 1 hạt nơtron (neutron) = 0 (không mang điện)
  • Khối lượng 1 hạt proton mp = 1.67262 ×10−27 kg
  • Khối lượng 1 hạt nơtron (neutron) mn = 1,67493 × 10−27 kg
  • Khối lượng 1 hạt electron me = 9,1094 × 10–31 kg

Ví dụ: xác định cấu tạo của nguyên tử Oxi: 168O816O
=> Số hạt proton = số hạt electron = 8; số hạt nơtron = 16 – 8 = 8
=> từ số Z = 8 => trong bảng tuần hoàn hóa học Oxi sẽ đứng ở vị trí số 8
Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học sắp xếp theo số Z
Tính chất và cấu tạo của hạt nhân, vật lý hạt nhân
2/ Đồng vị:
Trong tự nhiên tồn tại các nguyên tố giống nhau có cùng số proto nhưng khác nhau về số nơtrơn ta xếp các nguyên tố đó vào cùng một vị trí trong bảng tuần hoàn hóa học và gọi các nguyên tố đó là đồng vị của nhau => kết luận

VD: các đồng vị trong tự nhiên của Hidro: 11H11H; 21H12H; 31H13H
Các đồng vị trong tự nhiên của uranium: 23592U92235U; 23892U92238U
3/ Khối lượng nguyên tử
a/ Khối lượng nguyên tử
Khối lượng của nguyên tử X = khối lượng của hạt nhân X + khối lượng của electron =>

mX = mp + mn + me​

Khối lượng của nguyên tử rất nhỏ; khối lượng của electron lại nhỏ hơn khối lượng của các nuclon hơn 1000 lần
=> bạn có thể coi khối lượng của nguyên tử = khối lượng của hạt nhân

b/ Đơn vị của khối lượng hạt nhân nguyên tử:
Xét nguyên tử cacbon có cấu tạo 126C612C
Khối lượng của hạt nhân cacbon:

mC = 6mp + 6mn = 20,0853.10-27kg​
Để đơn giản trong quá trình tính toán đối với nguyên tử hạt nhân, người ta đưa vào khái niệm đơn vị khối lượng nguyên tử u được định nghĩa:​
1u = 112112mC = 1,66055.10-27kg (tính gần đúng)​
Khối lượng của các hạt nuclon theo đơn vị u:​
mn = 1,00866u
mp = 1,00728u​

4/ Năng lượng của hạt nhân nguyên tử

b/ Đơn vị của năng lượng hạt nhân
Giả sử m = 1u => mc2 = 1u.c2 = 1,4924.10-10 (J) = 931,5 MeV
(1eV = 1,602.10-19J, 1MeV = 1,602.10-13J)
=> ngoài đơn vị tính năng lượng là J năng lượng hạt nhân nguyên tử được tính theo đơn vị eV và MeV.
1u.c2 = 931,5 MeV => 1u = 931,5MeV/c2 => MeV/c2 cũng được coi là 1 đơn vị khối lượng của nguyên tử

Thảo luận cho bài: Chương VII: Tính chất và cấu tạo của hạt nhân, vật lý hạt nhân