Как найти массу изотопа формула

Enter the total substance mass (g) and the isotopes percent mass of the total mass (%) into the Isotope Mass Calculator. The calculator will evaluate and display the Isotope Mass. 

• All Mass Calculators
• Percent Abundance Calculator
• Average Atomic Mass Calculator
• Average Mass Calculator
• Water Mass Calculator

Isotope Mass Formula

The following formula is used to calculate the Isotope Mass. 

• Where IM is the Isotope Mass (g)
• TM is the total substance mass (g) 
• PM is the isotopes percent mass of the total mass (%) 

To calculate an isotope mass, multiply the total substance mass by the isotope percentage.

How to Calculate Isotope Mass?

The following example problems outline how to calculate Isotope Mass.

Example Problem #1:

1. First, determine the total substance mass (g). 
   • The total substance mass (g) is given as: 89.
2. Next, determine the isotopes percent mass of the total mass (%). 
   • The isotopes percent mass of the total mass (%) is provided as: 30.
3. Finally, calculate the Isotope Mass using the equation above: 

IM = TM * PM/100

The values given above are inserted into the equation below and the solution is calculated:

IM = 89 * 30/100 = 26.7 (g)

---

Example Problem #2: 

For this problem, the variables needed are provided below:

total substance mass (g) = 90

isotopes percent mass of the total mass (%) = 24

This example problem is a test of your knowledge on the subject. Use the calculator above to check your answer. 

IM = TM * PM/100 = ?

15. Примеры решения задач

1.
Вычислить массу ядра изотопа
.

Решение.
Воспользуемся формулой

.

Атомная масса
кислорода
=15,9949
а.е.м.;

а.е.м.;

а.е.м.,

т.е.
практически весь вес атома сосредоточен
в ядре.

2.
Вычислить дефект
массы и энергию связи ядра ₃Li⁷
.

Решение.
Масса ядра всегда
меньше суммы масс свободных (находящихся
вне ядра) протонов и нейтронов, из которых
ядро образовалось. Дефект массы ядра
(m)
и есть разность между суммой масс
свободных нуклонов (протонов и нейтронов)
и массой ядра, т.е.

(1)

где
Z –
атомный номер (число протонов в ядре);
А –
массовое число (число нуклонов,
составляющих ядро); m_p,
m_n,
m – соответственно
массы протона, нейтрона и ядра.

В справочных таблицах
всегда даются массы нейтральных атомов,
но не ядер, поэтому формулу (1) целесообразно
преобразовать так, чтобы в неё входила
масса М нейтрального
атома.

Можно считать, что
масса нейтрального атома равна сумме
масс ядра и электрона, составляющих
электронную оболочку атома:

,

откуда

.

Выразив в равенстве
(1) массу ядра по последней формуле,
получим

,

или

Замечая, что m_p+m_e=M_H,
где M_H
– масса атома водорода, окончательно
найдём

(2)

Подставив в выражение
(2) числовые значения масс (согласно
данным справочных таблиц), получим

Энергией связи
ядра
называется энергия, которая в той или
иной форме выделяется при образовании
ядра из свободных нуклонов.

В соответствии с
законом пропорциональности массы и
энергии

(3)

где
с –
скорость света в вакууме.

Коэффициент
пропорциональности с²
может быть выражен
двояко:

или

Если вычислить
энергию связи, пользуясь внесистемными
единицами, то

С учётом этого формула (3) примет
вид

        
       (4)

Подставив ранее найденное
значение дефекта массы ядра в формулу
(4), получим

3.
Две элементарные частицы – протон и
антипротон, имеющие массу по
кг
каждый, соединяясь, превращаются в два
гамма – кванта. Сколько при этом
освобождается энергии?

Решение.
Находим энергию гамма – кванта по
формуле Эйнштейна
,
где с – скорость света в вакууме.

4. Определить
энергию, необходимую для разделения
ядра ₁₀Ne²⁰
на ядро углерода ₆С¹²
и две альфа-частицы, если известно, что
удельные энергии связи в ядрах ₁₀Ne²⁰;
₆С¹²
и ₂He⁴
соответственно равны: 8,03; 7,68 и 7,07 МэВ на
нуклон.

Решение. При
образовании ядра ₁₀Ne²⁰
из свободных нуклонов выделилась бы
энергия:

W_Ne
= W_cу
·А = 8,03 20 = 160,6 МэВ.

Соответственно для
ядра ₆¹²С
и двух ядер ₂⁴He:

W_с
= 7,68 ·12 = 92,16 МэВ,

W_Не
= 7,07· 8 = 56,56 МэВ.

Тогда при образовании
₁₀²⁰Ne
из двух
ядер ₂⁴He
и ядра ₆¹²С
выделилась бы энергия:

W
= W_Ne
– W_c
– W_He

W=
160,6 – 92,16 – 56,56 = 11,88 МэВ.

Такую же энергию
необходимо затратить на процесс
разделения ядра ₁₀²⁰Ne
на ₆¹²С
и 2₂⁴H.

Ответ.

E
= 11,88 МэВ.

5. Найти
энергию связи ядра атома алюминия
₁₃Al²⁷,
найти удельную энергию связи.

Решение. Ядро
₁₃Al²⁷состоит
из Z=13
протонов и

A-Z
= 27 – 13 нейтронов.

Масса ядра равна

m_я=
m_ат
– Z·m_е
= 27/6,02·10²⁶-13·9,1·10^-31=
4,484·10^-26 кг=

= 27,012 а.е.м.

Дефект массы ядра равен ∆m
= Z·m_p+(A-Z)·m
_n
– m_я

Численное значение

∆m =
13·1,00759 + 14×1,00899 – 26,99010 = 0,23443 а.е.м.

Энергия связи W_св
= 931,5·∆m
= 931,5·0,23443 = 218,37 МэВ

Удельная энергия связи W_уд
= 218,37/27 = 8,08МэВ/нуклон.

Ответ: энергия
связи W_св
= 218,37 МэВ; удельная энергия
связи W_уд
= 8,08 МэВ/нуклон.

16. Ядерные реакции

Ядерными реакциями называют
процессы превращения атомных ядер,
вызванные их взаимодействием друг с
другом или с элементарными частицами.

При записи ядерной реакции слева
пишется сумма исходных частиц, затем
ставится стрелка, а за ней сумма конечных
продуктов. Например,

Эту же реакцию можно записать в
более короткой символической форме

При рассмотрении ядерных реакций
используются точные законы
сохранения: энергии,
импульса, момента импульса, электрического
заряда и другие. Если в качестве
элементарных частиц в ядерной реакции
фигурируют только нейтроны, протоны и
γ – кванты, то в процессе реакции
сохраняется и число нуклонов. Тогда
должны соблюдаться баланс нейтронов и
баланс протонов в начальном и конечном
состояниях. Для реакции

получим:

– число протонов 3 + 1 = 0 + 4;

– число нейтронов 4 + 0 = 1 + 3.

Пользуясь этим правилом можно
идентифицировать одного из участников
реакции, зная остальных. Достаточно
частыми участниками ядерных реакций
являются α –
частицы (
– ядра гелия), дейтроны (
– ядра тяжелого изотопа водорода,
содержащие кроме протона по одному
нейтрону) и тритоны (
– ядра сверхтяжелого изотопа водорода,
содержащие кроме протона два нейтрона).

Разность энергий покоя начальных
и конечных частиц определяет энергию
реакции. Она может быть как больше нуля,
так и меньше нуля. В более полной форме
рассмотренная выше реакция записывается
так:

где Q
– энергия реакции. Для ее расчета с
помощью таблиц свойств ядер сравнивают
разность суммарной массы исходных
участников реакции и суммарной массы
продуктов реакции. Затем полученная
разность масс (обычно выраженную в
а.е.м.) пересчитывается в энергетические
единицы (1 а.е.м. соответствует 931,5 МэВ).

17. Примеры решения задач

1. Определить
неизвестный элемент, образующийся при
бомбардировке ядер изотопов алюминия

Аl
-частицами,
если известно, что один из продуктов
реакции нейтрон.

Решение.
Запишем ядерную реакцию:

Al
+

X
+
n.

По закону сохранения массовых
чисел: 27+4 = А+1.
Отсюда массовое число неизвестного
элемента А = 30.
Аналогично по закону сохранения зарядов
13+2 = Z+0 и
Z = 15.

Из таблицы Менделеева находим,
что это изотоп фосфора
Р.

2. Какая ядерная
реакция записана уравнением

?

Решение. Числа,
стоящие около символа химического
элемента означают: внизу – номер данного
химического элемента в таблице
Д.И.Менделеева (или заряд данной частицы),
а вверху – массовое число, т.е. количество
нуклонов в ядре (протонов и нейтронов
вместе). По таблице Менделеева замечаем,
что на пятом месте находится элемент
бор В, на втором – гелий Не, на седьмом
=- азот N.
Частица

– нейтрон. Значит, реакцию можно прочитать
так: ядро атома бора с массовым числом
11 (бор-11) после захвата–
частицы (одно ядро атома гелия) выбрасывает
нейтрон и превращается в ядро атома
азота с массовым числом 14 (азот-14).

3. При облучении
ядер алюминия – 27 жесткими
–
квантами образуются ядра магния – 26.
Какая частица выделяется в этой реакции?
Написать уравнение ядерной реакции.

Решение. По
периодической системе химических
элементов Д.И.Менделеева:

По закону сохранения заряда:
13+0=12+Z;

По закону сохранения массового
числа:

4. При облучении
ядер некоторого химического элемента
протонами образуются ядра натрия – 22
и – частицы (по одной на каждый акт
превращения). Какие ядра облучались?
Написать уравнение ядерной реакции.

Решение. По
периодической системе химических
элементов Д.И.Менделеева:

По закону сохранения заряда:

По закону сохранения массового
числа:

5. При бомбардировке
изотопа азота ₇N¹⁴
нейтронами получается
изотоп углерода ₆C¹⁴,
который оказывается β-радиоактивным.
Написать уравнения обеих реакций.

Решение.
₇N¹⁴+₀n¹→₆C¹⁴+₁H¹;
₆C¹⁴→
_-1e⁰+₇N¹⁴.

6. Стабильным
продуктом распада ₄₀Zr⁹⁷
является ₄₂Mo⁹⁷.
В результате каких радиоактивных
превращений ₄₀Zr⁹⁷
он образуется?

Решение. Запишем
две реакции β-распада, происходящие
последовательно:

1) ₄₀Zr⁹⁷
→β→ ₄₁X
⁹⁷ +_-1e⁰,
X
≡ ₄₁Nb⁹⁷
(ниобий),

2) ₄₁ Nb⁹⁷
→β→ ₄₂Y⁹⁷
+_-1e⁰,
Y
≡ ₄₂Mo⁹⁷
(молибден).

Ответ: в
результате двух β-распадов из атома
циркония образуется атом молибдена.

18. Энергия ядерной реакции

Энергия ядерной реакции (или
тепловой эффект реакции)

МэВ, (18.1)

где
–
сумма масс частиц до реакции,
–
сумма масс частиц после реакции.

Если
,
реакция называется экзоэнергетической,
так как идет с выделением энергии. При
Q<
0 реакция называется эндоэнергетической
и для ее возбуждения необходимо затратить
энергию (например, ускорить частицы,
т.е. сообщить им достаточную кинетическую
энергию).

Деление ядра нейтронами –
экзоэнергетическая реакция,
при которой ядро, захватывая нейтрон,
расщепляется на два (изредка – на три)
большей частью неравных радиоактивных
осколка, испуская вместе с этим гамма
– кванты и 2 – 3 нейтрона. Эти нейтроны,
при наличии вокруг достаточного
количества делящегося вещества, могут,
в свою очередь, вызывать деление
окружающих ядер. В этом случае возникает
цепная реакция, сопровождающаяся
выделением большого количества энергии.
Энергия выделяется за счет того, что
делящееся ядро обладает или очень малым
дефектом массы, или даже избытком массы
вместо дефекта, что и является причиной
неустойчивости таких ядер по отношению
к делению.

Ядра – продукт деления – обладают
значительно большими дефектами массы,
вследствие чего в рассматриваемом
процессе происходит выделение энергии.

19. Примеры решения задач

1. Какая энергия
соответствует 1 а.е.м.?

Решение.
Так как m=
1 а.е.м.= 1,66 ·10^-27 кг,
то

Q = 1,66
·10^-27(3·10⁸)²=14,94·10-¹¹
Дж ≈ 931 (МэВ).

2. Написать
уравнение термоядерной реакции и
определить ее энергетический выход,
если известно, что при слиянии двух ядер
дейтерия образуется нейтрон и неизвестное
ядро.

Решение.

по закону сохранения электрического
заряда:

1 + 1=0+Z;
Z=2

по закону сохранения массового
числа:

2+2=1+A;
A=3

энергия выделяется,

=-
0,00352 а.е.м.

Q =

3. При
делении ядра урана – 235 в результате
захвата медленного нейтрона образуются
осколки: ксенон – 139 и стронций – 94.
Одновременно выделяются три нейтрона.
Найти энергию, освобождающуюся при
одном акте деления.

Решение.
Очевидно, что при делении сумма атомных
масс результирующих частиц меньше суммы
масс исходных частиц на величину

.

Предполагая, что вся освобождающаяся
при делении энергия переходит в
кинетическую энергию осколков, получаем
после подстановки числовых значений:

МэВ.

4. Какое
количество энергии выделяется в
результате термоядерной реакции синтеза
1 г гелия из дейтерия и трития?

Решение.
Термоядерная реакция синтеза ядер гелия
из дейтерия и трития протекает по
следующему уравнению:

.

Определим дефект массы

m=(2,0474+3,01700)-(4,00387+1,0089)=0,01887(а.е.м.)

1 а.е.м.
соответствует энергия 931 МэВ, следовательно,
энергия, выделившаяся при синтезе атома
гелия,

Q=931.0,01887(МэВ)

В 1 г гелия содержится
/А
атомов, где

– число Авогадро; А – атомный вес.

Полная энергия Q=
(/А)Q;
Q=42410⁹
Дж.

5.
При соударении
-частицы
с ядром бора ₅В¹⁰
произошла ядерная реакция, в результате
которой образовалось ядро атома водорода
и неизвестное ядро. Определить это ядро
и найти энергетический эффект ядерной
реакции.

Решение. Запишем
уравнение реакции:

₅В¹⁰
+ ₂Не⁴₁Н¹
+ _zХ^А

Из закона сохранения числа
нуклонов следует, что:

10 + 4 + 1 + А; А = 13

Из закона сохранения заряда
следует, что:

5 + 2 = 1 +Z;
Z
= 6

По таблице Менделеева находим,
что неизвестное ядро есть ядро изотопа
углерода ₆С¹³.

Энергетический эффект реакции
рассчитаем по формуле (18.1). В данном
случае:

Q =
.

Массы изотопов подставим из
таблицы (3.1):

Q =
МэВ.

Ответ: _zХ^А
= ₆С¹³;
Q =
4,06 МэВ.

6. Какое количество
теплоты выделилось при распаде 0,01 моля

–
радиоактивного изотопа за время, равное
половине периода полураспада? При–
распаде ядра выделяется энергия 5,5 МэВ.

Решение. Согласно
закону радиоактивного распада:

=
.

Тогда, число распавшихся ядер
равно:

.

Так как
ν₀,
то:

.

Поскольку при одном распаде
выделяется энергия равная Е₀
= 5,5 МэВ = 8,8·10^-13
Дж, то:

Q = E_o
N_p
= N_A_oE_o(1
–
),

Q =
6,0210²³0,018,810^-13(1
–
)
= 1,5510⁹
Дж

Ответ: Q
= 1,55 ГДж.

20. Реакция деления тяжелых ядер

Тяжелые ядра при взаимодействии
с нейтронами могут разделяться на две
приблизительно равные части – осколки
деления. Такая реакция
называется реакцией
деления тяжелых ядер,
например

.

В этой реакции наблюдается
размножение нейтронов. Важнейшей
величиной является коэффициент
размножения нейтронов k.
Он равен отношению общего числа нейтронов
в каком-либо поколении к породившему
их общему числу нейтронов в предыдущем
поколении. Таким образом, если в первом
поколении было N₁
нейтронов, то их число в n-м
поколении будет

N_n=N₁kⁿ.

При k=1
реакция деления стационарна, т.е. число
нейтронов во всех поколениях одинаково
– размножения нейтронов нет. Соответствующее
состояние реактора называется критическим.

При k>1
возможно образование цепной неуправляемой
лавинообразной реакции, что и происходит
в атомных бомбах. В атомных станциях
поддерживается управляемая реакция, в
которой за счет графитовых поглотителей
число нейтронов поддерживается на
некотором постоянном уровне.

Возможны ядерные
реакции синтеза или
термоядерные реакции, когда из двух
легких ядер образуется одно более
тяжелое ядро. Например, синтез ядер
изотопов водорода – дейтерия и трития
и образование ядра гелия:

При этом выделяется 17,6 МэВ
энергии, что примерно в четыре раза
больше из расчета на один нуклон, чем в
ядерной реакции деления. Реакция синтеза
протекает при взрывах водородных бомб.
Более 40 лет ученые работают над
осуществлением управляемой термоядерной
реакции, которая открыла бы доступ
человечеству к неисчерпаемой “кладовой”
ядерной энергии.

21. Биологическое действие радиоактивных
излучении

Излучения радиоактивных веществ
оказывают очень сильное воздействие
на все живые организмы. Даже сравнительно
слабое излучение, которое при полном
поглощении повышает температуру тела
лишь на 0,00 1 °С, нарушает жизнедеятельность
клеток.

Живая клетка – это сложный
механизм, не способный продолжать
нормальную деятельность даже при малых
повреждениях отдельных его участков.
Между тем даже слабые излучения способны
нанести клеткам существенные повреждения
и вызвать опасные заболевания (лучевая
болезнь). При большой интенсивности
излучения живые организмы погибают.
Опасность излучений усугубляется тем,
что они не вызывают никаких болевых
ощущений даже при смертельных дозах.

Механизм поражающего биологические
объекты действия излучения еще
недостаточно изучен. Но ясно, что оно
сводится к ионизации атомов и молекул
и это приводит к изменению их химической
активности. Наиболее чувствительны к
излучениям ядра клеток, особенно клеток,
которые быстро делятся. Поэтому в первую
очередь излучения поражают костный
мозг, из-за чего нарушается процесс
образования крови. Далее наступает
поражение клеток пищеварительного
тракта и других органов.

Сильное влияние оказывает
облучение на наследственность. В
большинстве случаев это влияние является
неблагоприятным.

Облучение живых организмов может
оказывать и определенную пользу. Быстро
размножающиеся клетки в злокачественных
(раковых) опухолях более чувствительны
к облучению, чем нормальные. На этом
основано подавление раковой опухоли
-лучами
радиоактивных препаратов, которые для
этой цели более эффективны, чем
рентгеновские лучи.

В уроке 2 «Изотопы элементов» из курса «Химия для чайников» рассмотрим что такое изотопы элементов и как правильно их обозначают; кроме того мы научимся определять массовое число, дефект массы и энергию связи ядра. Данный урок полностью опирается на основы химии, изложенные в первом уроке, в котором мы рассмотрели строение атома и атомного ядра, поэтому настоятельно вам рекомендую его изучить от корки до корки.

Что такое изотоп?

Хотя все атомы одного элемента имеют одинаковое число протонов, эти атомы могут отличаться числом имеющихся у них нейтронов. Такие различные атомы одного и того же элемента называются изотопами. Количество протонов, а также количество электронов у изотопа и исходного элемента совпадает. По этой причине в природе существует гораздо больше химических элементов, чем указано в таблице Менделеева, которая систематизирует элементы по числу протонов (порядковый номер).

Например, все атомы Li имеют 3 протона, но в природе существуют изотопы, содержащие от 3 до 5 нейтронов. Для обозначения изотопа, слева от символа элемента подписывают нижним индексом его порядковый номер, а верхним — массовое число. Массовое число — это суммарное число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре, численно близкое к атомной массе элемента. Нижний индекс, обозначающий порядковый номер элемента, указывать не обязательно, так как все атомы лития имеют в своем ядре по 3 протона. Также, обсуждая эти изотопы, можно пользоваться записью «литий-6» и «литий-8».

На рисунке выше изображен состав четырех изотопов гелия (Не). Все атомы гелия содержат два протона (и, следовательно, два электрона), но число нейтронов у них может быть разным. В природе большинство атомов гелия имеет два нейтрона (гелий-4) и реже одного раза на миллион встречаются атомы гелия с одним нейтроном (гелий-3). Другие изотопы гелия — гелий-5 , гелий-6 и гелий-8 (не показанный на рисунке) — неустойчивы и обнаруживаются лишь на очень непродолжительное время в ядерных реакциях (подробнее об этом будем говорить еще не скоро). Размеры ядер на рисунке очень сильно увеличены. Если бы они были такими, как это показано на рисунке, диаметр атома должен был достигать примерно 0,5 км.

Пример 1. Сколько протонов, нейтронов и электронов содержится в атоме урана-238? Запишите символ этого изотопа.

Решение: Порядковый номер урана (см. таблицу Менделеева) равен 92, а массовое число изотопа равно 238 (по условию). Следовательно, он содержит 92 протона, 92 электрона и 238 — 92 = 146 нейтронов. Его символ ²³⁸U.

Дефект массы и энергия связи ядра

Затронув тему изотопов, нельзя пройти мимо феномена дефект массы ядра. Когда из отдельных нуклонов образуется атомное ядро, часть их массы превращается в энергию. Другими словами, вот взяли вы щепотку протонов и нейтронов, хорошенько их смяли вместе, и получили ядро, но его масса будет меньше массы исходных компонентов. Это и есть дефект масс. Формула для расчета дефекта массы ядра:

• ∆m=(Zm_p+Nm_n)-M_я

где M_я – масса ядра, Z – число протонов в ядре, N – число нейтронов в ядре, m_p – масса протона, m_n – масса нейтрона.

Если к атому подвести энергию (которая эквивалентна дефекту масс), то можно разделить его ядро обратно на нуклоны. Эта энергия носит название энергия связи ядра. Формула для расчета энергии связи ядра:

• ∆E_св=∆mc²

где с — скорость света, ∆m — дефект массы ядра

Проверьте себя, как вы усвоили понятия дефект массы и энергия связи ядра, самостоятельно решив задачу пользуясь формулами выше.

Пример 2. Если образовать атом углерода-12 из субатомных частиц, какое значение будет иметь дефект масс? 

Теперь нам известно, что каждый изотоп элемента характеризуется порядковым номером (суммарным числом протонов), массовым числом (суммарным числом протонов и нейтронов) и атомной массой (массой атома, выраженной в атомных единицах массы). Поскольку дефект массы при образовании атома очень мал, массовое число обычно совпадает с атомной массой изотопа, округленной до ближайшего целого числа. (Например, атомная масса хлора-37 равна 36,966, что после округления дает 37.) Если в природе встречается несколько изотопов одного элемента, то экспериментально наблюдаемая атомная масса (естественная атомная масса) равна средневзвешенному значению атомных масс отдельных изотопов. Это средневзвешенное значение определяется соответственно относительному содержанию изотопов в природе. Хлор существует в природе в виде смеси из 75,53% хлора-35 (атомная масса 34,97 а.е.м.) и 24,47% хлора-37 (36,97 а.е.м.), поэтому средневзвешенное значение масс этих изотопов равно

• (0,7553·34,97 а.е.м.) + (0,2447·36,97 а.е.м.) = 35,46 а.е.м.

Атомные массы, указанные в таблице Менделеева представляют собой во всех случаях средневзвешенные значения атомных масс изотопов, встречающихся в природе, и именно этими значениями мы будем пользоваться в дальнейшем, за исключением тех случаев, когда будет обсуждаться какой-нибудь конкретный изотоп. Все изотопы одного элемента в химическом отношении ведут себя практически одинаково. На рисунке ниже изображены состав и свойства некоторые атомов, ионов и изотопов элементов.

Пример 3. Магний (Mg) в основном состоит из трех естественных изотопов: 78,70% всех атомов магния имеют атомную массу 23,985 а.е.м., 10,13% — 24,986 а.е.м. и 11,17% — 25,983 а.е.м. Сколько протонов и нейтронов содержится в каждом из этих трех изотопов? Чему равно средневзвешенное значение их атомных масс?

Решение: Все изотопы магния содержат по 12 протонов. Изотоп с атомной массой 23,985 а.е.м. имеет массовое число 24 (суммарное число протонов и нейтронов), следовательно, он имеет 24 — 12 = 12 нейтронов. Символ этого изотопа ²⁴Mg. Аналогично находим, что изотоп с атомным весом 24,986 а.е.м. имеет массовое число 25, содержит 13 нейтронов и имеет символ ²⁵Mg. Третий изотоп (25,983 а.е.м.) имеет массовое число 26, содержит 14 нейтронов и имеет символ ²⁶Mg. Средняя атомная масса магния находится следующим образом:

• (0,7870·23,985 а.е.м.) + (0,1013·24,986 а.е.м.) + (0,1117·25,983 а.е.м.) = 24,31 а.е.м.

Надеюсь урок 2 «Изотопы элементов» помог вам понять что из себя представляют изотопы. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Как вычислить массу изотопа урана?

Уран — это урановая руда, которая является самым важным изотопом в области ядерной энергетики. Известно, что уран имеет два распространенных изотопа: уран-235 и уран-238. Так как эта руда имеет высокое энергетическое содержание, ее использование приводит к получению высокой энергии.

Что такое изотоп урана?

Уран имеет два изотопа: уран-235 и уран-238. Оба этих изотопа имеют различную массу и свойство, которые могут использоваться для создания ядерной энергии. Изотоп урана — это разновидность химического вещества, которая имеет одинаковое количество протонов, но отличается количеством нейтронов в ядре.

Как вычислить массу изотопа урана?

Вычисление массы изотопа урана может быть выполнено двумя способами — посредством использования химических формул или обратившись к таблице ядерных изотопов.

Метод 1. Использование химических формул

1. Известна молярная масса урана. Согласно учебникам химии, молярная масса урана равна 238,02891 г/моль.
2. Зная степень изотопной чистоты, можно вычислить массу каждого из двух изотопов урана:



масса уран-238 = (доля уран-238 * молярная масса урана) / (1 + (доля уран-238 / доля уран-235));

масса уран-235 = молярная масса урана — масса уран-238.

3. После того, как массы каждого из изотопов были вычислены, можно определить общую массу урана:

масса урана = масса уран-235 + масса уран-238.

Метод 2. Обращение к таблице ядерных изотопов

1. Из таблицы ядерных изотопов можно найти долю каждого из изотопов урана в образце.
2. Зная долю каждого из изотопов урана, можно вычислить массу каждого из изотопов, используя формулы, установленные в первом методе.
3. Общую массу урана можно определить, также используя первый метод.

Общий итог

Вычисление массы изотопа урана имеет большое значение в области ядерной энергетики. Для выполнения расчетов необходимо использовать один из двух методов, описанных выше. Важно знать молярную массу урана, а также ориентироваться в таблице ядерных изотопов и уметь вычислять массу изотопов, используя химические формулы. Как правило, вычисление массы изотопа урана используется при расчетах в области ядерной энергетики. Теперь вы знаете, как это сделать!

Как вычислить массу изотопа урана?

Уран – это химический элемент, который имеет 92 протона в ядре. Природный уран состоит из трех изотопов: уран-238, уран-235 и уран-234. Изотопы имеют разный вес и химические свойства. При изучении урана важно знать, как определить массу каждого его изотопа. В данной статье мы рассмотрим, как вычислить массу изотопа урана.

Шаг 1: Установление отношения изотопов

Первый шаг, который нужно сделать, — установить отношение между каждым изотопом урана. Природный уран состоит из 99,3% изотопа уран-238, 0,7% изотопа уран-235 и 0,005% изотопа уран-234. Это значит, что если мы возьмем образец урана, то мы сможем установить, какие изотопы входят в его состав, и в каких пропорциях.

Шаг 2: Вычисление массы каждого изотопа

После установления отношения изотопов, мы можем перейти к вычислению массы каждого изотопа. Для этого мы будем использовать законы химии и физики.

Известно, что массовое число атома равно сумме количества протонов и нейтронов в ядре. Известно также, что атом массой единицы – это атом углерода, который состоит из 6 протонов и 6 нейтронов в ядре.

Таким образом, мы можем вычислить массу одного нуклона (протона или нейтрона) следующим образом:

Масса атома углерода = 12 массовых единиц
Масса одного нуклона = (масса атома углерода) / (количество нуклонов в атоме углерода)
Масса одного нуклона = 12 / 12 = 1 единица массы

Таким образом, мы можем использовать эту формулу для вычисления массы каждого изотопа урана.

Для примера, рассмотрим уран-238.

Массовое число урана-238 = 238
Количество протонов = 92
Количество нейтронов = (массовое число) – (количество протонов) = 238 – 92 = 146
Масса урана-238 = (количество протонов * масса протона) + (количество нейтронов * масса нейтрона)
Масса урана-238 = (92 * 1 единица массы) + (146 * 1 единица массы)
Масса урана-238 = 238 единиц массы

Аналогичным образом можно вычислить массу для каждого изотопа урана.

Итог

Вычисление массы изотопов урана может быть полезным для многих научных и технических задач. Определение массы каждого изотопа может помочь в изучении процессов ядерного распада и использовании урана в различных областях, таких как ядерная энергетика и медицина.

Для вычисления массы изотопов необходимо установить отношение изотопов, а затем использовать законы химии и физики для расчета массы каждого изотопа. Таким образом, можно определить массовые доли каждого изотопа в образце урана.

Учитывая вышеуказанные указания, теперь вы знаете, как вычислить массу изотопа урана.

Как вычислить массу изотопа урана

Уран — это химический элемент, который находится в природе в различных изотопах. Масса изотопа урана может играть важную роль в научных исследованиях и в промышленных процессах. В этой статье мы рассмотрим, как вычислить массу изотопа урана.

Что такое изотоп урана

Изотоп урана — это один из двух натуральных изотопов урана, известный как 238U. Его атомный вес равен 238 единицам массы атома, что делает его тяжелым элементом в таблице Менделеева.

238U — это стабильный изотоп урана, который не распадается на другие элементы и не имеет радиоактивного свойства.

Как вычислить массу изотопа урана

Масса изотопа урана может быть вычислена путем использования формулы расчета массы. Для этого используется формула:

М = N x A

где:

• М — масса элемента в граммах
• N — количество атомов элемента
• A — средняя атомная масса элемента, выраженная в единицах массы атома

Для вычисления массы изотопа урана мы должны знать количество атомов 238U и среднюю атомную массу урана.

Количество атомов 238U можно вычислить путем использования формулы:

N = N_t x P

где:

• N — количество атомов 238U
• N_t — общее количество атомов урана
• P — доля 238U в общем количестве урана

Средняя атомная масса урана можно найти в таблице Менделеева и она равна 238,03 единицы массы атома.

Используя данные выше, можно вычислить массу изотопа урана с помощью формулы:

М = (N_t x P) x 238,03

Таким образом, если вы знаете общее количество урана (N_t) и долю 238U (P), можно вычислить массу изотопа урана (М) в граммах.

Заключение

Вычисление массы изотопа урана может быть полезным в научных исследованиях и промышленных процессах. Для этого необходимо знать общее количество урана и долю 238U, а также использовать формулы расчета массы.