Giải Vật Lý 12 Bài 35. Tính chất và cấu tạo của hạt nhân
Bài 35. TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN A. KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG Câu tạo của hạt nhân nguyên tử Hạt nhân là thành phần cấu tạo nên nguyên tử. Đường kính của hạt nhân nhỏ hơn hàng chục vạn lần so với nguyên tử và chỉ vào cỡ khoảng 10~14 đêh 10'15m. Hạt nhân được câu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là nuclôn. Có hai loại nuclôn: + Prôtôn: kí hiệu p, mang một điện tích nguyên tô” dương +e, có khôi lượng mp = l,007276u. + Nơtrôn: kí hiệu n, khối lượng mn = l,008665u, không mang điện tích. Một nguyên tô' có số thứ tự z trong bảng phân loại tuần hoàn Menđêlêép (Z gọi là nguyên tử số) thì hạt nhân của nguyên tử ấy chứa z prôtôn và N nơtrôn. Tổng số A = z + N gọi là khối lượng số hoặc số khối. Nguyên tử hạt nhân của nó được kí hiệu bằng cách ghi bên cạnh kí hiệu hóa học: Nguyên tử sô' (ở phía dưới) và sô' khối (ở phía trên). Ví dụ: Hạt nhân natri có kí hiệu |’]Na (có A - 23; z = 11). Nhiều chỉ cần sô' khôi Ch, 12c, 23Na...) Vì kí hiệu hóa học đã xác định nguyên tử sô' rồi. Kích thước hạt nhân: R = l,2.10“15 A1/3 (m) Đồng vị Các nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng sô' prôtôn z nhưng có sô' nơtrôn N khác nhau (và do đó có sô' khôi A = z + N khác nhau) gọi là đồng vị (chúng có cùng vị trí trong bảng tuần hoàn). Đơn vị khôi lượng nguyên tử Trong vật lí nguyên tử và hạt nhân người ta thường dùng một đơn vị khối lượng riêng gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu: u và bằng của khốỉ lượng đồng vị phổ biến của nguyên tử cacbon 'gC. Vì vậy đơn vị này còn gọi là đơn vị cacbon. Đồng vị của 12c có 12 nuclôn nên khối lượng của nuclôn xấp xỉ bằng u. So sánh đơn vị nguyên tử u với đơn vị kg và đơn vị MeV/c2 u = 1,66058.1027kg « 931 c Việc tính khối lượng nguyên tử theo đơn vị u cho biết chỉ sô' gần đúng của khối A, tức là biết sô' nuclôn trong nguyên tử đó. Năng lượng liên kết Lực hạt nhân Các prôtôn trong hạt nhân mang điện tích dương nên đẩy nhau. Nhưng hạt nhân vẫn bền vững vì các nuclôn (prôtôn lẫn nơtrôn) được liên kết với nhau bởi các lực hút mạnh gọi là hạt nhân. Lực hạt nhân là loại lực mạnh nhất trong các loại lực đã biết, nhưng chỉ tác dụng khi khoảng cách giữa hai nuclôn bằng hoặc nhỏ hơn kích thước của hạt nhân, nghĩa là lực hạt nhân có bán kính tác dụng chỉ vào khoảng 10“5m. Độ hụt khôi: Am = [Zmp + (A - Z)mn] - m. Năng lượng liên kết: AE = Am.c2 Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. B. HƯỚNG DẦN TRẢ LỜI CÂU HỎI VÀ GIẢI BÀI TẠP Bài 1. Trong các câu sau, câu nào đúng, câu nào sai? Bán kính hạt nhân tỉ lệ với số nuclôn A. Các hạt nhân đồng vị có cùng số prôtôn. Các hạt nhân đồng vị có cùng số nuclôn. Điện tích hạt nhân tỉ lệ với số' prôtôn. Một hạt nhân có khôi lượng lu thì sẽ có năng lượng tương ứng 931,5MeV. Trả lời Các câu đúng: Các hạt nhân đồng vị có cùng số prôtôn. Điện tích hạt nhân tỉ lệ với số prôtôn. Một hạt nhân có khôi lượng lu thì sẽ có năng lượng tương ứng 931,5MeV. Các câu sai: 1. Bán kính hạt nhân tỉ lệ với số nuclôn A. Các hạt nhân đồng vị có cùng sô" nuclôn. Bài 2. Các hạt nhân có cùng sô" A và khác sô" z được gọi là hạt nhân đồng khôi, ví dụ: 13s và |gAr . So sánh: 1. Khối lượng 2. Bán kính 3. Điện tích của hai hạt nhân đồng khối. Trả lời Hai hạt nhân đồng khối thì: Khối lượng của chúng xấp xỉ bằng nhau. Bán kính của chúng xấp xỉ bằng nhau. Điện tích của chúng khác nhau. Bài 3. Xác định khối lượng tính ra u của hạt nhân ‘gC. Trả lời Vì đ m vị u có giá trị bằng — khối lượng nguyên tử đồng vị '^c nên khối lượng nguyên tử '26C là 12u. Khôi lượng hạt nhân 'gC là: m = 12u - 6me = 12u - 6.5,486.10’4u = ll,9967u. Bài 4. Chọn cầu đúng. Tính chất hóa học của một nguyên tử phụ thuộc: A. Nguyên tử sô’. c. Năng lượng liên kết. B. Sô’ khối. D. Sô’ các đồng vị. Trả lời Tính chất hóa học của một nguyên tử phụ thuộc nguyên tử số’ Chọn câu A. Bài 5. Chọn câu đúng. Các đồng vị của một nguyên tố có cùng: A. Sô’ prôtôn. c. Sô’ nuclôn. B. Sô’ nơtron. D. Năng lượng liên kết. Trả lời Các đồng vị của một nguyên tô’ có cùng sô’ prôtôn => Chọn câu A. Bài 6. Chọn câu đúng. Sô’ nuclôn trong ^3 AI là: A. 13. B. 14. c. 27. D. 40. Trả lời Sô’ nuclôn trong ^3 AI là 27 Bài 7. Số nơtron hạt nhân => Chọn câu c. *3 AI là bao nhiêu? A. 13. B. 14. c. 27. D. 40. Trả lời Sô’ nơtron hạt nhân 13 AI là 14 => Chọn câu c.