4.4.6 Jádro atomu. Předpoklady: Pomůcky:

Podobné dokumenty
6.3.4 Jaderná síla. Předpoklady: , ,

6.3.5 Radioaktivita. Předpoklady: Graf závislosti vazebné energie na počtu částic v jádře pro částice z minulé hodiny

Vlastnosti atomových jader Radioaktivita. Jaderné reakce. Jaderná energetika

VY_32_INOVACE_06_III./7._STAVBA ATOMOVÉHO JÁDRA

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

FYZIKA ATOMOVÉHO JÁDRA

2. Atomové jádro a jeho stabilita

DUSÍK NITROGENIUM 14,0067 3,1. Doplňte:

Chemické složení vesmíru

ATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA

Atom jeho složení a struktura Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

Částicové složení látek atom,molekula, nuklid a izotop

RADIOAKTIVITA KAP. 13 RADIOAKTIVITA A JADERNÉ REAKCE. Typy radioaktivního záření

Stavba atomu. Created with novapdf Printer ( Please register to remove this message.

8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL

Protonové číslo Z - udává počet protonů v jádře atomu, píše se jako index vlevo dole ke značce prvku

Atomové jádro Elektronový obal elektron (e) záporně proton (p) kladně neutron (n) elektroneutrální

Chemické repetitorium. Václav Pelouch

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Složení látek a chemická vazba Číslo variace: 1

Látkové množství. 6, atomů C. Přípravný kurz Chemie 07. n = N. Doporučená literatura. Látkové množství n. Avogadrova konstanta N A

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

2. ATOM. Dualismus částic: - elektron se chová jako hmotná částice, ale také jako vlnění

EU PENÍZE ŠKOLÁM Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

Atomové jádro, elektronový obal

FYZIKA MIKROSVĚTA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník

Hvězdy se rodí z mezihvězdné látky gravitačním smrštěním. Vlastní gravitací je mezihvězdný oblak stažen do poměrně malého a hustého objektu

ATOM VÝVOJ PŘEDSTAV O SLOŽENÍ A STRUKTUŘE ATOMU

VY_52_INOVACE_VK64. Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen červen 2013 Ročník, pro který je VM určen

ATOMOVÉ JÁDRO. Nucleus Složení: Proton. Neutron 1 0 n částice bez náboje Proton + neutron = NUKLEON PROTONOVÉ číslo: celkový počet nukleonů v jádře

Jádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

FYZIKA 6. ročník 1_Látka a těleso _Vlastnosti látek _Vzájemné působení těles _Gravitační síla... 4 Gravitační pole...

Fyzika je přírodní věda, která zkoumá a popisuje zákonitosti přírodních jevů.

Monitorovací indikátor: Počet nově vytvořených/inovovaných produktů Akce: Přednáška, KA 5 Číslo přednášky: 19

VY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

Látkové množství n poznámky 6.A GVN

ELEKTRICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK

SHRNUTÍ A ZÁKLADNÍ POJMY chemie 8.ročník ZŠ

O původu prvků ve vesmíru

ATOM. atom prvku : jádro protony (p + ) a neutrony (n) obal elektrony (e - ) protonové číslo 8 nukleonové číslo 16 (8 protonů + 8 neutronů v jádře)

8.1 Elektronový obal atomu

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Demonstrační interaktivní Bohrův model atomu Obj. číslo

PRACOVNÍ LIST: OPAKOVÁNÍ UČIVA 6. ROČNÍKU

Na Zemi tvoří vodík asi 15 % atomů všech prvků. Chemické slučování je děj, při kterém z látek jednodušších vznikají látky složitější.

Radioaktivita,radioaktivní rozpad

Plazmové metody. Základní vlastnosti a parametry plazmatu

Starogrécky filozof Demokritos ( pred n.l) Látky sú zložené z veľmi malých, ďalej nerozdeliteľných častíc - atómov

Ch - Stavba atomu, chemická vazba

29. Atomové jádro a jaderné reakce

TEST I. Anotace: Očekávaný výstup: Klíčová slova Organizace řízení učební činnosti: Nutné pomůcky:

Test vlastnosti látek a periodická tabulka

Jak se vyvíjejí hvězdy?

Kateřina Fišerová - Seminární práce k předmětu Didaktika fyziky

B. Hvězdy s větší hmotností spalují termojaderné palivo pomaleji,

2. 1 S T R U K T U R A A V L A S T N O S T I A T O M O V É H O J Á D R A

VY_32_INOVACE_277. Základní škola Luhačovice, příspěvková organizace Ing. Dagmar Zapletalová. Člověk a příroda Fyzika Opakování učiva fyziky

ŠTĚPNÁ REAKCE (JADERNÁ ENERGIE)

CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Hmota a její formy VY_32_INOVACE_18_01. Mgr. Věra Grimmerová

Vznik vesmíru (SINGULARITA) CZ.1.07/1.1.00/ Zpracovala: RNDr. Libuše Bartková

Elektrické vlastnosti látek

DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL

TEST 2. Anotace: Očekávaný výstup: Klíčová slova Organizace řízení učební činnosti: Nutné pomůcky:

Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název DUM: Model atomu Číslo DUM: III/2/FY/2/2/2 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast: Elektrické a

Ch - Elektronegativita, chemická vazba

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Fotoelektrický jev je uvolňování elektronů z látky vlivem dopadu světelného záření.

4.4.9 Energie z jader

March 01, IAM SMART F9.notebook : : : :51. nemění. perihélium afélium elipsa. Pohyby Země.

Opakování

Anotace Metodický list

ATOM. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Geochemie endogenních procesů 2. část

Základy molekulové fyziky a termodynamiky

Orbitaly ve víceelektronových atomech

DUM č. 15 v sadě. 12. Fy-3 Průvodce učitele fyziky pro 4. ročník

13 otázek za 1 bod = 13 bodů Jméno a příjmení:

Třídění látek. Chemie 1.KŠPA

JADERNÁ FYZIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník

SHRNUTÍ A ZÁKLADNÍ POJMY UČEBNICE ZÁKLADY CHEMIE 1

OBECNÁ CHEMIE. Kurz chemie pro fyziky MFF-UK přednášející: Jaroslav Burda, KChFO.

Jaderné reakce a radioaktivita

vysokoteplotního plazmatu na tokamaku GOLEM

INTEGROVANÁ STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNICKÁ BENEŠOV Černoleská 1997, Benešov Chemie. Atom a jeho elementární částice - Pracovní list. Ročník 1.

Jaderná fyzika. Zápisy do sešitu

MO 1 - Základní chemické pojmy

Rozměr a složení atomových jader

1. Struktura hmoty. Následující schéma uvádí tento pojem do souvislosti s dalším

rezonanční neutrony (0,5-1 kev) (pojem rezonanční souvisí s výskytem rezonančních maxim) A Z

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. neutronové číslo

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

eh_ Pane Wágner ( )

Transkript:

4.4.6 Jádro atomu Předpoklady: 040404 Pomůcky: Jádro je stotisíckrát menší než vlastní atom (víme z Rutherfordova experimentu), soustřeďuje téměř celou hmotnost atomu). Skládá se z: protonů: kladné částice, přibližně tisíckrát těžší než elektron, neutronů: částice bez náboje, přibližně stejně těžké jako proton, Protony a neutrony bývají dohromady označovány jako nukleony (nukleos jádro). Pro jádra jsou důležitá tři čísla: protonové číslo: udává počet protonů (a tím pádem i elektronů v atomu), protože počet elektronů rozhoduje o chování atomu při slučování s jinými atomy, rozhoduje protonové číslo i tom, jakému prvku jádro patří, nukleonové číslo: počet všech nukleonů v jádře (protonů i neutronů), neutronové číslo: počet neutronů Atomy s různým počtem neutronů, ale stejným počtem se označují jako izotopy. Většinu prvků v přírodě tvoří směs různých izotopů. U označování prvků se udává pouze nukleonové a protonové číslo: 2 6 C. Př. : Kolik má jádro atomu 2 6 C protonů, neutronů, nukleonů? 6 protonů (menší spodní hodnota), nukleonů 2 (větší horní hodnota), neutronů 6 (2 6 = 6 ). Př. 2: Proč se u atomů neudává neutronové číslo? Je to zbytečné, počet neutronů můžeme snadno dopočítat z počtu nukleonů a protonů. Př. 3: Doplň pomocí periodické tabulky prvků chybějící čísla, písmena či pojmenování. Vypiš počty různých části v jádře. a) 4 He 2 b)? 6C, 8 neutronů 56 c)? d) 235? U e)? 7?, 5 nukleonů a) 4 He : 2 hélium, 4 nukleony, 2 protony, 2 neutrony ( 4 2 = 2 ). b)? 6 C, 8 neutronů: uhlík, 6 protonů, 4 nukleonů ( 6 8 4 + = ) 4 6 C c) 56??, železo Železo má 26 protonů (periodická tabulka prvků), 30 nukleonů ( 56 26 30 = ) 56 26 Fe

d) 235? U Uran má 92 protonů (periodická tabulka prvků), 43 neutronů ( 235 92 = 43 ) 235 U. 92 e)? 7?, 5 nukleonů 7 protonů má dusík (N), 8 neutronů (5 7 = 8 ) 5 N. 7 Př. 4: Občas je možné se setkat s těmito zápisy 2 D, 3 T. O jaký prvek jde? Co znamenají obě zkratky? Jde o izotopy vodíku (oba mají protonové číslo ), jiné písmeno se používá jako označení ustálených názvů: D : deuterium (dva nukleony), 2 3 T : tritium (třinukleony). Př. 5: Čím se liší atomy různých izotopů stejného prvku? Liší se pouze hmotností (protože o hmotnosti atomu rozhoduje počet nukleonů, elektrony jsou příliš lehké). Elektronové obaly jsou stejné a proto jsou stejné chemické vlastnosti. Př. 6: Je těžší od sebe oddělit 2 H a 238 H nebo U a 235 U? Proč? 92 92 Rozdíly ve fyzikálních vlastech jsou u lehkých prvků daleko větší než u prvků těžkých (atom deuteria je přibližně dvakrát těžší než atom vodíku, zatímco atom uranu 238 92 U je těžší než atom 235 U pouze o 3 92 ) obecně se snáze oddělují izotopy lehčích prvků. 235 Oddělování vždy probíhá v plynném nebo ionizovaném stavu (v pevném i kapalném jsou atomy promíchány a přitahují se). Metody oddělování izotopů: odstřeďování: Plynná látka se roztočí v odstředivce, těžší nuklidy mají větší tendenci shromažďovat se u okrajů, nutnost několikanásobného (stovky) kaskádovitého oddělování, dnes nejpoužívanější metoda pro obohacování uranu. difůze: Plynné částice procházejí přes porézní překážku. Těžší atomy jsou pomalejší. Je třeba opět stovky až tisíce průchodů. Takto se obohacoval uran pro první bomby. elektromagnetická separace: Urychlené ionty se vychylují v magnetickém poli, nejúčinnější a nejpřesnější, ale energeticky nejnáročnější metoda. Př. 7: Zamysli se nad tím, co víme o částicích v jádře. Co musíme ještě vysvětlit? V jádře jsou velmi blízko u sebe protony (částice s kladným nábojem), které se musí odpuzovat není jasné, jak jádra drží pohromadě. Protony v jádře hélia se odpuzují silou 230 N (neuvěřitelné číslo, pokud si uvědomíme, že jde o nepředstavitelně lehké částice o hmotnosti 0,000 000 000 000 000 000 000 000 006 kg), navíc (kvůli relacím neurčitosti) se neuspořádaně pohybují desetinou rychlosti světla (desítky tisíc km za vteřinu). 2

Jádro drží pohromadě síla, kterou z makrosvěta vůbec neznáme: jaderná (silná) interakce: přitahuje k sobě protony i neutrony, v rámci jádra silnější než elektrická síla, velmi rychle klesá se vzdáleností (jakmile se protony jen trochu vzdálí od jádra, jaderná síla se zmenší prakticky na nulu (zatímco elektrická síla se zeslabí, ale působí dál), jedna částice může jadernou silou přitahovat pouze omezený počet jiných částic. Důsledky: čím více protonů v jádře, tím větší musí být podíl neutronů (neodpuzují se elektrickou silou, pomáhají držet jádro pohromadě jadernou silou), velmi velká jádra špatně drží pohromadě. Nuklidy prvků se často zobrazují do grafu, kde je jejich poloha určena protonovým (svislá osa) a neutronovým (vodorovná osa číslem). Interaktivní graf: http://www-nds.iaea.org/relnsd/vchart/. Jednodušší varianta grafu: http://www.nndc.bnl.gov/chart/. Co z grafu vidíme? Jádro se nemůže skládat z libovolné kombinace neutronů a protonů (v lehčích jádrech je obou druhů částic přibližně stejně, u těžších jader narůstá převaha neutronů). Většina jader není stabilní a časem se samovolně rozpadá. Nejtěžším stabilním jádrem je 209 83 Bi neexistují stabilní jádra s více než 83 protony. Stabilní jádra tvoří dno "údolí stability". Čím jsou ostatní jádra v diagramu ode dna údolí dále, tím rychleji se rozpadají. http://www.phy.anl.gov/gammasphere/pub/logos_98.html Graf znázorňující závislost vazebné energie (energie, kterou bychom museli dodat, abychom uvolnili nukleon z jádra) připadající na jeden nukleon na počtu nukleonů v jádře. 3

Př. 8: Jak se podle grafu mění vazebná energie připadající na jeden nukleon s počtem nukleonů. Při jakých jaderných reakcích (reakce při kterých se jádra spojují nebo rozbíjejí) se uvolňuje energie? Pro jádra s počtem nukleonů menším než 56 vazebná energie při zvětšování jádra většinou roste (částice jsou v jádře drženy čím dál pevněji a mají čím dál menší energii). Pro jádra s počtem nukleonů větším než 56 vazebná energie při zvětšování jádra klesá (částice jsou v jádře drženy čím dál volněji a mají čím dál větší energii). Při výrobě energie energii uvolňujeme energie částic musí klesat můžeme slučovat lehká jádra do jader těžších (ale ne moc těžších než je jádro 56 26Fe ), můžeme rozbíjet těžká jádra (těžší než 56 26Fe ) na jádra lehčí. Po svém vzniku obsahoval vesmír z velké většiny vodík a téměř žádná jádra větší než 7 3 Li těžší jádra vznikají slučováním lehčích ve hvězdách. Př. 9: Jaký důsledek má slučování jader ve hvězdě? K jak velkým jádrům může hvězda slučováním dojít? Slučováním jader vzniká obrovské množství energie hvězda září. Vznik prvků za železem spotřebovává energii "hasí" hvězdu hvězda vyrábí jádra lehčí než železo. Prvků těžších než železo vzniká jen málo a většinou pouze při extrémních událostech jako jsou výbuchy supernov (kdy se také z hvězdy dostávají do okolního prostoru). 4

Shrnutí: Ačkoliv se protony v jádrech odpuzují neuvěřitelnou elektrickou silou, drží jádra pohromadě ještě silnější jaderná síla. 5