Comprendre l'énergie de liaison
L'énergie de liaison est l'énergie qui maintient les nucléons (protons et neutrons) ensemble dans un noyau atomique. C'est une mesure de la stabilité du noyau. Une énergie de liaison plus élevée signifie un noyau plus stable.
Concepts clés
* défaut de masse: La masse d'un noyau est toujours légèrement * moins * que la somme des masses de ses protons et neutrons individuels. Cette différence de masse est appelée * défaut de masse *.
* Famous équation d'Einstein: E =MC² relie la masse (M) et l'énergie (E). Le défaut de masse est converti en énergie, qui est l'énergie de liaison.
Étapes de calcul
1. Déterminez les masses:
* Trouvez la masse des protons et des neutrons individuels qui composent le noyau. Vous pouvez les rechercher sur le tableau périodique ou dans un tableau de nucléides.
* Trouvez la masse de tout le noyau.
* Calculez le défaut de masse:
* Défaut de masse =(masse de protons + masse de neutrons) - masse du noyau
2. Convertir les défauts de masse en énergie de liaison:
* Utilisez l'équation d'Einstein (E =MC²) où:
* E =énergie de liaison
* M =défaut de masse (assurez-vous que c'est en kilogrammes)
* C =vitesse de lumière (299 792 458 m / s)
3. Unités:
* L'énergie de liaison est généralement exprimée en unités de * méga-électrons volts (MEV) *. Vous devrez peut-être convertir de Joules (J) en Mev:
* 1 MeV =1,602 × 10⁻¹³ J
Exemple
Calculons l'énergie de liaison d'un noyau d'hélium-4 (⁴he):
* masse de 2 protons: 2 × 1,007276 U =2,014552 U
* masse de 2 neutrons: 2 × 1,008665 U =2,017330 U
* masse de ⁴he noyau: 4.001506 U
* défaut de masse: (2.014552 U + 2.017330 U) - 4.001506 U =0,030376 U
Conversion en Mev:
* 1 u =1,66054 × 10⁻²⁷ kg
* Défaut de masse en kg =0,030376 U × (1,66054 × 10⁻²⁷ kg / u) =5,0443 × 10⁻²⁹ kg
* Énergie de liaison =(5,0443 × 10⁻²⁹ kg) × (299 792 458 m / s) ²
* Énergie de liaison ≈ 4,53 × 10⁻¹² J
* Énergie de liaison ≈ 28,2 MeV
Points clés:
* L'énergie de liaison est une quantité positive.
* Une énergie de liaison plus élevée par nucléon indique une plus grande stabilité.
* L'énergie de liaison est un facteur majeur des réactions nucléaires et de la stabilité nucléaire.
