11 атомных единиц массы в килограммы

Введение

Наличие ядра у атома было доказано Э. Резерфордом в 1911 году. В 1913 году Г. Мозли, анализируя характеристические рентгеновские спектры, доказал, что порядковый номер элемента равен зарядовому числу ядра. В 1919 году Э. Резерфорд открыл, что протон водит в состав всех ядер. Он выполнил первую рукотворную ядерную реакцию, в которой азот бомбардировался ядрами гелия, в результате появлялся кислород и водород, образовавшийся из протона.

Было доказано, что из ядра вылетают α-, β- и γ-частицы.

Модели атомного ядра.

1.    Протонно-электронная модель атомного ядра (Рис. 1)

Количество протонов в ядре равно массовому числу, а электроны компенсируют до зарядового числа заряд ядра.

Рис. 1. Протонно-электронная модель атомного ядра

В 1927 году Гейзенберг доказал ложность данной модели.

В 1932 году Д. Чедвик, выполняя по схеме Резерфорда реакцию с бериллием (бериллий бомбардировался α-частицами), обнаружил бериллиевое излучение. И доказал, что в этом излучении присутствует нейтральная частица – нейтрон.

2.   Протонно-нейтронная модель атомного ядра (Рис. 2)

В ядро входят только протоны и нейтроны. Общее их количество равно массовому числу ядра, а количество протонов равно зарядовому числу.

Рис. 2. Протонно-нейтронная модель атомного ядра

С высокой точностью были измерены массы протона и нейтрона:

m= 1,0072764701~1,00728 а.е.м.

m= 1,0086649041~ 1,00866 а.е.м.

Позднее оказалось, что протон и нейтрон являются двумя состояниями частицы – нуклона (N). Были открыты реакции превращения нейтрона в протон и протона в нейтрон:

где : – позитрон.

По современным представлениям, ядро состоит из протонов и нейтронов. Число протонов = Z, число нейтронов = M-Z, число нуклонов = М.

У разных изотопов разное массовое число.

 Изотопы – это элементы одинакового обозначения, имеющие одинаковый заряд, но разное количеством нуклонов.

Ядерные изобары – разные элементы с одинаковым количеством нуклонов.

Между протонами в ядре существуют особые сильные взаимодействия на расстояниях примерно 10-15 метра. Между нуклонами, составляющими ядро, взаимодействия одинаковы. И это взаимодействие осуществляется пионами. Радиус действия: rπ~ 1,41*10-15м = 1,41 Ф.

Плотность ядерного вещества: ρя~1017 кг/м3.

Эффективный размер атомных ядер: R=a*.

Существуют магические числа: 2, 8, 20, 28, 50 82 и 126. Если число протонов или нейтронов, или и того и того вместе соответствует какому-нибудь магическому числу, то это ядро является устойчивым образованием. Если не соответствует, то ядро является неустойчивым и возможен его распад.

Дефект масс.

а.е.м. – это 1/12 часть изотопа углерода .

Масса всего атома углерода  составляет 12 а.е.м. Ядро состоит из 12 нуклонов, а каждый из них имеет массу большую, чем 1 а.е.м.:

mn~1,00866 а.е.м.

mp~1,00728 а.е.м.

Если сложить массу всех нуклонов, которые содержатся в ядре:

6* mp+ 6* mn= 6*1,00728+6*1,00866 = 12,09546 > 12

Это связано с тем, что при объединении нуклонов в ядро, происходит выделение энергии. Это выделение энергии приводит к уменьшению общей массы. Так получается дефект масс (Δm).

Δm = Z* mp+(M-Z)* mn— mя

mя = mатома – Z* me, где me= 0,00055 а.е.м.

Δm = Z* mp+(M-Z)* mn— mатома + Z* me

Зная дефект масс, можно вычислить энергию связи атомного ядра:

Eсв = Δm*с2 =931* Δm

с – скорость света

Пример №1

   _ Z = 6, M – Z = 6

Δm = 6*1,00783+6*1,00866-12 = 0,09894 а.е.м.

Eсв = 931*0,09894 = 92,1 МэВ – столько энергии выделяется при образовании ядра атома углерода.

1=1,6 *10-13

Удельная энергия связи – это энергия связи ядра, рассчитанная на 1 нуклон. Для разных ядер она имеет разные значения.

Два способа получения ядерной энергии:

1. Синтез легких ядер (осуществляется на Солнце).

2. Деление тяжелых ядер.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет:

  1. Mathus.ru (Источник).

Кратные и дольные единицы

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 Да декадальтон даДа daDa 10−1 Да децидальтон дДа dDa
102 Да гектодальтон гДа hDa 10−2 Да сантидальтон сДа cDa
103 Да килодальтон кДа kDa 10−3 Да миллидальтон мДа mDa
106 Да мегадальтон МДа MDa 10−6 Да микродальтон мкДа µDa
109 Да гигадальтон ГДа GDa 10−9 Да нанодальтон нДа nDa
1012 Да терадальтон ТДа TDa 10−12 Да пикодальтон пДа pDa
1015 Да петадальтон ПДа PDa 10−15 Да фемтодальтон фДа fDa
1018 Да эксадальтон ЭДа EDa 10−18 Да аттодальтон аДа aDa
1021 Да зеттадальтон ЗДа ZDa 10−21 Да зептодальтон зДа zDa
1024 Да иоттадальтон ИДа YDa 10−24 Да иоктодальтон иДа yDa
 применять  не применяются или редко применяются на практике

Относительная атомная масса

Сравнивая средние массы атомов различных элементов с атомной единицей массы, получают значения относительных атомных масс химических элементов.

Относительная атомная масса элемента — это физическая величина, которая показывает, во сколько раз масса атома данного химического элемента больше 1/12 части массы атома углерода.

Относительная атомная масса обозначается символами Ar (А — первая буква английского слова «atomic» —атомный, r — первая буква английского слова «relative», что значит относительный), следовательно:

где Х — символ данного элемента.

Например, относительная атомная масса водорода:

а кислорода:

Как видите, относительная атомная масса показывает, во сколько раз масса атома данного элемента больше атомной единицы массы u.

В таблице Менделеева приведены относительные атомные массы всех элементов. В расчетах при решении задач мы будем пользоваться округленными до целых значениями этих величин (см. урок 1).

Внимание! Очень часто относительную атомную массу называют просто атомной массой. Однако следует отличать атомную массу — величину относительную (например, Ar(О) = 16) — от массы атома — величины, выражаемой в единицах массы — килограммах (ma(O) = 26,56·10−27 кг) или атомных единицах массы (ma(O) = 16·u)

Пример. Во сколько раз атом ртути тяжелее атома кальция?

Решение. Относительные атомные массы элементов равны: Ar(Hg) = 201 и Ar(Ca) = 40.

Масса атома ртути равна: ma(Hg) = Ar(Hg)·u (кг). Масса атома кальция равна: ma(Са) = Ar(Са)·u (кг).

Другими словами, отношение масс атомов этих элементов равно отношению их относительных атомных масс. Следовательно, отношение масс атомов ртути и кальция равно:

Ответ: в 5,03 раза.

Краткие выводы урока:

  1. Атомная единица массы представляет собой 1/12 часть массы атома углерода.
  2. Относительная атомная масса химического элемента равна отношению массы его атома к 1/12 части массы атома углерода.
  3. Относительная атомная масса химического элемента является величиной безразмерной и показывает, во сколько раз масса атома данного элемента больше атомной единицы массы.

Надеюсь урок 2 «Относительная атомная масса химических элементов» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Описание

Преобразователи измерительные Е855А, Е855В, Е855С, Е854А, Е854В, Е854С применяются в составе автоматизированной системы управления на промышленном объекте.

Преобразователи измерительные Е855А, Е855В, Е855С, Е854А, Е854В, Е854С выполнены как щитовые приборы и могут устанавливаться в шкафах, закрытых распределительных щитах, комплектных распределительных устройствах на рейку монтажную ТН-35-7,5 ГОСТ Р МЭК 60715-2003 или непосредственно на панель.

Преобразователи изготовляют следующих модификаций:

—    Е855А — для измерения напряжения переменного тока (от 0 до 125/ от 0 до 250/ от 0 до 400/ от 0 до 500/ от 75 до 125/ от 150 до 250) В; выходной ток от 0 до 5 мА;

—    Е855В — для измерения напряжения переменного тока (от 0 до 125/ от 0 до 250/ от 0 до 400/ от 0 до 500) В; выходной ток от 4 до 20 мА;

—    Е855С — для измерения напряжения переменного тока (от 0 до 125/ от 0 до 250/ от 0 до 400/ от 0 до 500) В; выходной ток от 0 до 20 мА;

—    Е854А — для измерения силы переменного тока (от 0 до 0,5/ от 0 до 1,0/ от 0 до 2,5/ от 0 до 5,0) А; выходной ток от 0 до 5 мА;

—    Е854В — для измерения силы переменного тока (от 0 до 0,5/ от 0 до 1,0/ от 0 до 2,5/ от 0 до 5,0) А; выходной ток от 4 до 20 мА;

—    Е854С — для измерения силы переменного тока (от 0 до 0,5/ от 0 до 1,0/ от 0 до 2,5/ от 0 до 5,0) А; выходной ток от 0 до 20 мА.

По способу преобразования преобразователи относятся к преобразователям среднеквадратического значения, в которых операции умножения и деления выполняются одновременно за счет введения экспоненциально-логарифмической обратной связи. Входная и выходная цепи гальванически развязаны.

Фотография общего вида преобразователя с указанием места пломбировки приведена на рисунке 1.

История

Понятие атомной массы ввёл Джон Дальтон в 1803 году, единицей измерения атомной массы сначала служила масса атома водорода (так называемая водородная шкала). В 1818 году Берцелиус опубликовал таблицу атомных масс, отнесённых к атомной массе кислорода, принятой равной 103. Система атомных масс Берцелиуса господствовала до 1860-х годов, когда химики опять приняли водородную шкалу. Но в 1906 году они перешли на кислородную шкалу, по которой за единицу атомной массы принимали 116 часть атомной массы кислорода. После открытия изотопов кислорода (16O, 17O, 18O) атомные массы стали указывать по двум шкалам: химической, в основе которой лежала 116 часть средней массы атома природного кислорода, и физической с единицей массы, равной 116 массы атома нуклида 16O. Использование двух шкал имело ряд недостатков, поэтому в 1960 году сначала X Генеральная ассамблея Международного союза теоретической и прикладной физики (ИЮПАП), а в 1961 году и конгресс Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) приняли углеродную шкалу.

Численное значение

В 1997 году во 2-м издании справочника терминов ИЮПАК установлено численное значение а. е. м.:

1 а. е. м. = 1,660 540 2(10) × 10−27 кг = 1,660 540 2(10) × 10−24 г.

1 а. е. м., выраженная в граммах, численно равна обратному числу Авогадро, то есть 1/NA, выраженному в моль−1. Молярная масса определённого вещества, выраженная в граммах на моль, численно совпадает с массой молекулы этого вещества, выраженной в а. е. м.

Поскольку массы элементарных частиц обычно выражаются в электронвольтах, важным является переводной коэффициент между эВ и а. е. м.:

1 а. е. м. = 0,931 494 095 4(57) ГэВ/c2;
1 ГэВ/c2 = 1,073 544 110 5(66) а. е. м.

Здесь c — скорость света.

Рекомендованное Комитетом по данным для науки и техники значение а. е. м. на 2014 год:

1 а. е. м. = 1,660 539 040(20) × 10−27 кг.

Информация о статье

В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту.

Категории: Химия

На других языках:

English: Calculate Atomic Mass, Italiano: Calcolare la Massa Atomica, Español: calcular la masa atómica, Deutsch: Die atomare Masse berechnen, Português: Calcular a Massa Atômica, Nederlands: Atoommassa berekenen, Français: calculer une masse atomique, Bahasa Indonesia: Menghitung Massa Atom, Tiếng Việt: Tính nguyên tử khối, العربية: حساب الكتلة الذرية, ไทย: คำนวณหามวลอะตอม

Эту страницу просматривали 106 521 раз.

Была ли эта статья полезной?

Да
Нет

 

Сведения о методах измерений

Метод измерений приведён в п.2.3 документа 49501860.3.0005РЭ «Преобразователи измерительные Е855А, Е855В, Е855С, Е854А, Е854В, Е854С. Руководство по эксплуатации».

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к преобразователям измерительным Е855А, Е855В, Е855С, Е854А, Е854В, Е854С

1    ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия

2    ГОСТ 8.009-84. Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.

3    ТУ 4227-005-49501860-00. Преобразователи измерительные Е855А, Е855В, Е855С, Е854А, Е854В, Е854С. Технические условия

Ссылка на основную публикацию