CHIMICA NUCLEARE

Come è possibile che cariche dello stesso segno, i protoni, stiano confinate in un volume molto

piccolo quale quello nucleare?

Sperimentalmente si osserva che occorre spendere energia per scindere un nucleo nei sui

nucleoni (protoni e neutroni) costituenti

Esiste una forza di attrazione che è 100 volte maggiore della forza di repulsione elettrostatica

tra i protoni (e 1010 volte maggiore dell’attrazione eletrostatica tra il nucleo e

l’elettrone dell’atomo di idrogeno) ed è detta forza forte.

DIFETTO DI MASSA

I nucleoni quando fanno parte di un nucleo hanno massa minore di quella che possiedono quando

sono liberi e in stato di quiete

E = mc2

Esempio: 16O ha massa 15,994915 ed è costituito da 8 neutroni e 8 protoni.La somma delle masse di queste particelle fa:(8*1,008665 uma)+(8*1,007825)= 16,131925 uma16,131925 uma - 15,994915 uma = 0,137010 uma

DIFETTO DI MASSA

Difetto di massa si calcola:(numero di protoni Z* la massa del nuclide 1H + numero di neutroni N * la massa del neutrone)

Se mi riferisco a una mole del nuclide, il difetto di massa è espresso in g/mol quindi ottengo 0,13701 g/mol

L’energia liberata è uguale a: E = 0,13701*9,0*10-16 = 1,23*1013 J/mol che è una quantità di energia enorme (per esempio la combustione di una mole di metano libera 890 kJ SOLTANTO)

L’energia di legame media per nucleone: l’energia corrispondente al difetto di massa divisa per il numero di nucleoni. E’ indicata come El/A dove El sta per l’energia di legame del

nucleo e A è il numero di massa (somma dei protoni e neutroni).

LA FUSIONE DI DUE NUCLEI E’ UN MODO PER OTTENERE ENERGIA!

DISTRIBUZIONE NATURALE DI NUCLIDI STABILI

Un nuclide stabile rimane inalterato nel tempo a causa di barriere di potenziale elevatissime che si oppongono ad ogni eventuale sua trasformazione. Ne esistono 260 di nuclidi stabili

Il numero di neutroni è sempre uguale o maggiore rispetto al numero dei protoni, a parte 1H e 3He

DECADIMENTO RADIOATTIVOE’ un processo mediante il quale un nuclide, naturale o prodotto artificialmente, si trasforma spontaneamente in un altro. In questo processo si libera enegia sotto forma di calore e di radiazione elettromagnetica (raggi ), oltre a particelle di diverso tipo. La liberazione di questa energia e l’emissione di particelle da parte di nuclidi instabili è il fenomeno della radioattività

n p+ + -

p+ + (positrone) + n

p+ + + n cattura elettronica

DECADIMENTO RADIOATTIVOLa maggior parte dei nuclidi instabili (in particolare quelli con Z>81) decadono spontaneamente con emissione di particelle e -.Il decadimento radioattivo mediante cattura elettronica è presente in isotopi leggeri con Z<81.Il decadimento di particelle + e’ raro nei nuclidi naturali.

Un nuclide che emette + per tornare neutro deve perdere un elettrone e si ha quindi il processo di annichilazione e la massa delle due particelle si trasforma in energia

FAMIGLIE RADIOATTIVE

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