Chương 4. Vật lí hạt nhân
Bài 21. Cấu trúc hạt nhân
Nghiên cứu về cấu trúc hạt nhân nguyên tử, các đặc điểm của proton và neutron.
🟡 Trung bình 45 phút
Lý thuyết Cấu trúc hạt nhân
1 1. Cấu tạo hạt nhân
Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi các nuclon gồm:
- Proton (p): Mang điện tích dương +e, khối lượng m_p = 1,00728 u
- Neutron (n): Không mang điện, khối lượng m_n = 1,00867 u
Ký hiệu hạt nhân: $$^A_ZX$$
- Z: số proton (số hiệu nguyên tử)
- A: số khối (tổng số proton và neutron)
- N = A - Z: số neutron
- X: ký hiệu nguyên tố hóa học
2 2. Đơn vị khối lượng nguyên tử
Đơn vị khối lượng nguyên tử (u):
$$1u = \frac{1}{12} \text{ khối lượng nguyên tử C}^{12} = 1,66055.10^{-27} \text{ kg}$$
Khối lượng các hạt:
- m_p = 1,00728 u = 1,6726.10⁻²⁷ kg
- m_n = 1,00867 u = 1,6749.10⁻²⁷ kg
- m_e = 9,1094.10⁻³¹ kg
3 3. Kích thước hạt nhân
Bán kính hạt nhân:
$$R = r_0 A^{1/3}$$
Trong đó r₀ = 1,2 fm (femtomet = 10⁻¹⁵ m)
Đặc điểm:
- Kích thước hạt nhân rất nhỏ (cỡ 10⁻¹⁵ m)
- Mật độ khối lượng rất lớn
- Khối lượng riêng khoảng 2,8.10¹⁷ kg/m³
4 4. Đồng vị
Đồng vị là các nguyên tử có cùng số proton Z nhưng khác số neutron N (khác số khối A).
Ví dụ:
- Đồng vị Hydro: ^1H (prôti), ^2H (đơteri), ^3H (triti)
- Đồng vị Carbon: ^12C, ^13C, ^14C
- Đồng vị Urani: ^235U, ^238U
Các dạng bài tập
1 Dạng 1: Xác định cấu tạo hạt nhân
Phương pháp giải
Phương pháp:
- Xác định Z, A, N
- Số proton = Z
- Số neutron = N = A - Z
Ví dụ minh họa
VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Hạt nhân ^235_92U có bao nhiêu proton và neutron?
GIẢI
Giải:
Z = 92 → số proton = 92
N = A - Z = 235 - 92 = 143 neutron
2 Dạng 2: Tính bán kính hạt nhân
Phương pháp giải
Phương pháp:
- R = r₀.A^(1/3)
- r₀ = 1,2 fm
Ví dụ minh họa
VÍ DỤ 1
Ví dụ 2: Tính bán kính hạt nhân ^27_13Al.
GIẢI
Giải:
R = 1,2.27^(1/3) = 1,2.3 = 3,6 fm
Sẵn sàng thử thách bản thân?
Hoàn thành 17 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài
Làm bài tập ngay