Протонно-нейтронна модель атомного ядра. Ядерні сили. Енергія зв’язку атомних ядер

Проблемні питання

Ернест Резерфорд

1871 – 1937

Планетарна (ядерна) модель будови атома

Із яких частинок складається атом?

Із яких частинок складається атомне ядро?

Які сили існують у ядрі?

Будова атомного ядра

Протон

Нейтрон

Нуклони

Будова атомного ядра

Протони (мають позитивний електричний заряд)

Нейтрони (не мають заряду)

Нуклони – це протони й нейтрони, що входять до складу ядра атома

Будова атомного ядра

Будова атомного ядра

Нуклід

Нуклід – це вид атомів, який характеризується певним значенням зарядового числа та певним значенням масового числа

Символ хімічного елементу

Нуклонне число

Зарядове

(протонне) число

Будова атомного ядра

Скільки протонів і нейтронів містить ядро нукліда Титану?

Будова атомного ядра

Ізотопи – це різновиди атомів того самого хімічного елемента, ядра яких містять однакове число протонів, але різну кількість нейтронів

Протій

Ізотопи Гідрогену

Дейтерій

Тритій

Чи можна їх назвати ізотопами?

Ядерні сили

Яким чином у складі одного ядра і на дуже близькій відстані один від одного утримуються протони, адже однойменно заряджені частинки відштовхуються?

Ядерні сили

Кулонівські (електростатичні) сили відштовхування намагаються «зруйнувати» ядро

Ядерні сили утримують нуклони всередині ядра

Ядерні сили – це сили, які діють між протонами й нейтронами в ядрі та забезпечують існування атомних ядер

Ядерні сили

Властивості ядерних сил:

1) є дуже потужними: вони у 100-1000 разів більші за електростатичні сили відштовхування двох протонів на близьких відстанях (приблизно 10^–15 м)

2) є тільки силами притягання

3) є близькодіючими: ядерні сили між нуклонами виявляються лише на відстанях, які приблизно дорівнюють розмірам нуклона (10^–15 м)

4) не залежать від заряду: на однаковій відстані сили, що діють між двома протонами, між двома нейтронами або між протоном і нейтроном, є однаковими

5) мають властивість насичення: нуклон виявляється здатним до ядерної взаємодії одночасно лише з невеликою кількістю розташованих поряд нуклонів

Яка енергія зв’язку між нуклонами у ядрі атома?

Енергія зв'язку атомного ядра

Дефект мас – це різниця маси нуклонів, з яких складається ядро, і маси ядра

Маса будь-якого ядра менша від суми мас нуклонів, із яких це ядро складається

Енергія зв'язку атомного ядра

Зазвичай масу частинок подають в атомних одиницях маси (а. о. м.)

Енергію – у мегаелектрон-вольтах (МеВ)

Як зрозуміти, чому одні ядерні реакції відбуваються з поглинанням енергії, а під час інших енергія виділяється?

Питома енергія зв'язку атомного ядра

Ділянка III (важкі ядра) – під час поділу цих ядер буде вивільнятися енергія

Ділянка І (легкі ядра) – в разі синтезу (об’єднання) легких ядер у більш важкі буде виділятися енергія

Ділянка II (ядра елементів середньої частини Періодичної системи хімічних елементів) – елементи цієї частини найбільш стійкі

Розв'язування задач

1. Скільки протонів і скільки нейтронів міститься в ядрах атомів Молібдену, Ренію, Дубнію?

Розв'язування задач

2. Як визначити кількість електронів в атомі?

Розв'язування задач

3. У ядрі атома Аргентуму 47 протонів і 108 нейтронів. Скільки електронів у цьому атомі?

Розв'язування задач

4. У ядрі атома Цирконію міститься 91 частинка. Навколо ядра рухаються

40 електронів. Скільки в ядрі цього атома протонів і нейтронів?

Розв'язування задач

5. У ядрі атома певного хімічного елемента

31 протон і

39 нейтронів.

Що це за елемент?

Розв'язування задач

Розв'язування задач

7. За діаграмою залежності питомої енергії зв’язку від масового числа визначте, виділенням чи поглинанням енергії буде супроводжуватися розпад ядра, що складається з 240 нуклонів. Відповідь обґрунтуйте.

Запитання для фронтального опитування

1. Із яких частинок складається атомне ядро?

2. Як визначити кількість протонів і нейтронів у ядрі? Наведіть приклад.

3. Дайте означення нукліда.

Запитання для фронтального опитування

4. Які нукліди називають ізотопами?

Наведіть приклади.

5. Який тип взаємодії забезпечує утримання нуклонів у ядрі атома?

6. Дайте означення ядерних сил, назвіть їхні властивості.

Запитання для фронтального опитування

7. Що таке дефект мас і як його визначити?

8. Дайте означення енергії зв'язку.

Як її обчислити?

9. Охарактеризуйте питому енергію зв’язку як фізичну величину.