Kunnen we bij het berekenen van de massa van een uranium-235-kern gewoon de massa van de elektronen aftrekken van de gegeven massa van een uranium-235-atoom?

Kunnen we bij het berekenen van de massa van een uranium-235-kern gewoon de massa van de elektronen aftrekken van de gegeven massa van een uranium-235-atoom?
Anonim

Antwoord:

Ja.

De elektrostatische bindingsenergie van elektronen is een kleine hoeveelheid in vergelijking met de kernmassa en kan daarom worden genegeerd.

Uitleg:

We weten dat als we de gecombineerde massa van alle nucleonen vergelijken met de som van individuele massa's van al deze nucleonen, we dat zullen vinden

de gecombineerde massa is minder dan de som van individuele massa's.

Dit staat bekend als massa-defect of soms ook massa-overschot genoemd.

Het vertegenwoordigt de energie die vrijkwam toen de kern werd gevormd, de bindingsenergie van de kern.

Laten we de bindingsenergie van elektronen aan de kern beoordelen.

Neem het voorbeeld van Argon waarvoor hier ionisatiepotentialen worden gegeven voor zijn 18 elektronen.

Argon-atoom heeft 18 protonen en daarom heeft het last van # 18e ^ + # Totale ionisatie-energie voor 18 elektronen is # Approx14398eV #

De feitelijke ionisatie-energie voor het verwijderen van alle 92 elektronen van Uranium-235 moet worden berekend door de som van de ionisatie-energie van elke elektronen te nemen. Nu weten we dat alle elektronen waarschijnlijk van de kern verwijderd zijn. Echter, met een toename van de grootte van de kernlading van binnenste orbitalen wordt deze klein.

Voor een beoordeling gebruiken we een vermenigvuldigingsfactor # = "Totaal aantal elektronen in uraniumatoom" / 18 #

#:. "Totale ionisatie-energie voor 92 elektronen van U" approx "(totale ionisatie-energie voor 18 elektronen van Argon)" xx 92/18 #

Rechterhand van de benadering # = 14398xx92 / 18approx0.073590MeV #

We weten dat # 1 a.m.u.- = http: // 12 "van C" ^ 12 "atoom" = 1.6606xx10 ^ -27kg #

en ook 1 a.m.u. met de hulp van

Als zodanig is de geëvalueerde elektrostatische bindingsenergie van 92 elektronen naar uraniumkernen rond# 0.07359 / 931.5appxx 7.9xx10 ^ -5am u #

Dit is een zeer kleine hoeveelheid, zelfs in vergelijking met de massa van de kleinste kern en kan daarom voor alle praktische doeleinden worden genegeerd.