Cómo calcular la energía de enlace nuclear

Toda la materia está hecha de átomos. En un átomo existen partículas subatómicas llamadas neutrones, protones y electrones. Sabemos que los protones y los neutrones se mantienen unidos en un núcleo llamado núcleo. ¿Ves que necesita energía? Los protones tienen carga positiva y para mantener estas partículas en la misma carga, se requiere energía. La energía de enlace nuclear se origina a partir de este concepto.

Defecto de masa y energía de enlace

Se ha observado que la suma de las masas individuales de los componentes del núcleo es mayor que la del núcleo del átomo. Esto significa que se pierde algo de masa en el proceso de unión. Esta diferencia de masa también conocida como defecto de masaque está directamente relacionado con la energía de enlace por la famosa ecuación de Einstein E = mc², donde E = energía de enlace nuclear, m = diferencia de masa o defecto de masa, y c = velocidad de la luz

Cómo encontrar energía vinculante

Ahora veremos cómo calcular la energía de enlace nuclear de un átomo. Echemos ¹²C.

Paso 1: Calcular el defecto de masa (m)

Usa la información dada en la tabla.

¹²C tiene 6 protones y 6 neutrones y 6 electrones.

Defecto de masa = Masa total de partículas subatómicas individuales - Masa del átomo

= 6 * 1.008664 u + 6 * 1.007276 u + 6 * 0.00054858 u – 12.000 u

= 0.098931u

Paso 2: Ahora aplica la E= mc² ecuación para calcular la energía de enlace nuclear.

Energía de enlace = (1.660540 x 10^-27 kg (por uma) * 0,098931) * (3*10 ⁸ milisegundo ^-1)²

O podría simplemente calcular la energía de enlace nuclear directamente convirtiéndola en MeV por,

= 0,098931 u * 931,5 MeV/u

= 92,15 MeV

Convertir Unidad de energía Joule en MeV

¿Por qué nos hemos molestado en convertir la unidad de energía habitual Joule en MeV?

Las energías de enlace se expresan convencionalmente como MeV porque es una energía muy grande, y la expresión en eV muestra cómo la carga juega un papel en la formación de la energía de enlace.

Otras convenciones:

a) Expresar la energía de enlace nuclear como energía por mol

Una vez que se encuentra la energía de enlace "por átomo", simplemente multiplique el valor por el número de Avagadro, que es 6.022 x 10²³ mol^-1.

Si la energía de enlace se expresó en Joules, es posible que desee convertirla a kJ porque el valor es más alto. Para hacerlo, divide la respuesta por 1000.

b) Expresar la unión como MeV por nucleón

Los nucleones son las partículas que forman el núcleo (protones y neutrones). Una vez que se encuentra la energía de enlace, simplemente divida el valor por el número de nucleones presentes en el átomo. En el caso de 12 C se debe dividir por 12.

¿Porque es esto importante?

La energía de enlace nuclear es extremadamente importante de conocer en las reacciones nucleares. Cuando tienen lugar reacciones nucleares, estas energías de enlace son los factores clave que controlan o mantienen su probabilidad de que ocurran.

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