Rozwiązane

Zadanie atom pewnego pierwiastka składa się z 2 elektronów 2 protonów i 2 neutronów oblicz jaki procent masowy stanowią elektrony w atomie tego pierwiastka, wiedząc, że masy poszczególnych cząsteczek wynoszą:

Masa elektronu 0,00055 u
Masa protonu 1,00722 u
Masa neutronu 1,00843 u

proszę z rozwiązaniem



Odpowiedź :

Drobna uwaga językowa: niestety bardzo podobnie brzmią "cząstka" i "cząsteczka". Dla nukleonów (składników jądra) używamy tego pierwszego określenia (można skojarzyć z wyrażeniem "cząstka elementarna"). O cząsteczkach mówimy natomiast, gdy mamy do czynienia z atomami, związkami chemicznymi, czyli molekułami.

Nasza molekuła (jest to izotop He-4) ma masę:

[tex]M=2(m_p+m_n+m_e)[/tex]

procent masowy poszczególnych cząstek:

[tex]w_p=\frac{2m_p}{2(m_p+m_n+m_e)}=\frac{m_p}{m_p+m_n+m_e}=\frac{1.00722}{1.00722+1.00843+0.00055}\approx49.956\%\\w_n=\frac{2m_n}{2(m_p+m_n+m_e)}=\frac{m_n}{m_p+m_n+m_e}=\frac{1.00843}{1.00722+1.00843+0.00055}\approx50.016\%\\\\w_e=\frac{2m_e}{2(m_p+m_n+m_e)}=\frac{m_e}{m_p+m_n+m_e}=\frac{0.00055}{1.00722+1.00843+0.00055}\approx0.027\%[/tex]

Nie sumuję się do 100%, co wynika z błędu zaokrągleń. Nie jest to jednak wyłączny problem. Masa jądra tego atomu jest zmniejsza od sumy mas składników, co nazywa się defektem masy i jest związane z energią wiązania. Do tego, He-4 jest jądrem podwójnie magicznym, czyli w tym wypadku energią wiązania (na nukleon), a w konsekwencji defekt masy są szczególnie duże.

pozdrawiam